コンピュータが小さくなると冗長性を高めることができるのですか？できるのであれば、それはなぜですか？

Question

コンピュータが小さくなると冗長性を高めることができるのですか？
できるのであれば、それはなぜですか？

Bunbuk803 · Accepted Answer

ここで『コンピュータ』は、マザーボードのように MPU（CPU）のチップだけでなく周辺やメモリ、SSD/HDD などの周辺デバイスを含んだ物ととらえてコメントします。

コンピュータは、実現しなければならない機能や処理対象の情報やデータの規模、処理速度などにより、スパコンクラス、サーバーやエンジニアリングワークステーションクラス、ＰＣクラス、スマホやタブレット端末のような機器クラス、もっと小さいマイクロコントローラを中心とした機器クラスまで様々な形態があります。

話しが散漫にならないようにするため、ここでもＰＣを相手に考えます。

この世界では、いわゆる『何コア』というところに冗長性の片りんを見ることができます。

このコアの冗長性は、ハードウェアとしての処理の頭脳を複数持つことで、同時にいくつもの異なる処理を独立に実行できる、ということでシステムのスループット（入力を与えて出力を得るまでの時間など）を高めることができます。

言い換えれば、その頭の数を増やすほどそれは高めることができます。
コンピュータを使う人々は、ある動画の動きのスムーズさ、画面の大きさ、繊細さ、コントラストなどを手に入れると、より高いその性能を求めるものです。
それを実現するうえで頭を多くすることはかなり効果があります。
だから冗長性には高い需要があるのです。

ＰＣに限らず、性能の向上は『その装置が占める空間』は変えずに、という要件も暗に求められます。
つまり、冗長化、すなわち、多数の頭を備えることは、それまでと同じ限られた空間の中で実現する、ということが求められるのです。

それはどうすれば実現できるか。
簡単です、頭を中の構造を変えずに小型化すればいいのです。

つまり、『小さくなると冗長性を高めることができる』のではなく、『冗長性を高めたいから小型化する』のです。

では『頭』の数を増やせばそれでやりたい高性能化が出来るか、というとそれだけではできません。

『頭』は処理するための情報を必要とし、処理結果という情報を出す場所が必要です。
そして、その処理内容を記述したプログラムも必要です。
それらを置く場所が、メモリ（DRAM）と SSD/HDD です。

ところが、ＰＣは頭をたくさん持ててもメモリ（DRAM）や SSD/HDD はひとつしか持ってないのが普通です。
なので、処理に必要なものをメモリ（DRAM）や SSD/HDD に置かず、直近に必要な分だけキャッシュと呼ぶ頭のそばの頭に専用のメモリに置きます。

また、キャッシュはすべてのデータやプログラムは置けないので、処理の進み具合に合わせてその内容はメモリ（DRAM）や SSD/HDD と入替えます。
メモリ（DRAM）にはキャッシュに次ぐ直近に必要になるものを置き、すぐに使わないものは SSD/HDD に置きます。

キャッシュからいらないものをメモリ（DRAM）に戻し、必要なものをその逆に動かすことを『情報を入れ替える』という意味から『Swap』と言い、キャッシュからメモリ（DRAM）に送ることを『ロールアウト』、その逆を『ロールイン』と呼びます。
メモリ（DRAM）と SSD/HDD の間でも、Swap にともなうロールインとロールアウトが行われます。

ＰＣのなかでは、頭が仕事をするだけでなく、たとえば記憶装置間での Swap も頻繁に行われる操作で、このために MPU（CPU）を介さずに情報転送を行う DMAC（Direct Memory Access Controller）や MMU（Memory Management Unit）などが装備されています。
これらはインターネットでのデータ伝送なんかを行うときにも使われます。
そのほか、割り込みコントローラ（PIC）やグラフィックスエンジン（GPU）なんかも頭と同じように頻繁に使われます。

これら、とりわけキャッシュもまた MPU（CPU）と同じように小型化しなければなりません。
もちろん、DMAC や MMU なんかも頭が増えれば必要な内蔵資源も増えるので小型化は必要になります。

結果として、コンピュータは日を追うごとに求める性能が高まり、それに対応するためにより高い冗長性が求められ、それを従来と同じ大きさで実現したい要求にも合わせる必要があるので『小型化』が欠かせないのです。

でも小型化、簡単ではないのです。
これまでのチップの中で使っている微小なトランジスタや配線、配線の接続点なんかを小さくしなければならない。
もう限界に近くまで小さくしてる世界では、これ以上小さくしようとすると、使ってる物質を構成する原子の大きさが問題になるほどです。
なので、そこではこれまでにない工夫が求められ、それが出来ないと小型化できないところまで来ています。
どんな工夫が出来るか、チップメーカーはそこに日々苦心しています。

ssssan · Answer

？意味不明です

Tacosan · Answer

大きくても「冗長性を高めること」自体はできる. だから「小さくなると冗長性を高めることができる」は正しくない.

mabuterol · Answer

> コンピュータが小さくなると冗長性を高めることができるのですか？

関係ない。

Wabu_478 · Answer

小さいだけでは冗長性を高めることは出来ません。
冗長性を高めるには、同じ物を複数用意する必要があります。小さい方が、それがやりやすいとは言えます。

dyna_1550 · Answer

なんとなくですが、もしかしてムーアの法則のこと言ってます？
「冗長性」ではなく、マルチコアのこと？

trajaa · Answer

設問がアバウト過ぎる・・・・・・

この内容で言える事は
結果的にそうすることも出来るだろうけど
かと言って小さくならなければ冗長性高められないという訳でもない

宇宙少年ソラン · Answer

いらない、不要なものを
生み出すことに誰も努力なんかしないのでは。
あなたは冗長性をたくさん生産すればいい。

05051036 · Answer

同じスペースに同じ機能のものを多く配置して、一つが故障しても残ったコンピュータで補う。
といった話？

コンピュータが小さくなると冗長性を高めることができるのですか？ できるのであれば、それはなぜですか？

？意味不明です

大きくても「冗長性を高めること」自体はできる. だから「小さくなると冗長性を高めることができる」は正しくない.