Burstコンパイラーを使用し、ILをLLVMを介してネイティブコードへコンパイルすることにより処理を最適化することが出来ます。今回は「ファイルを読み込んでSHA-256のハッシュ値を計算する」をお題に Burst1.5.0 で導入されたDirect Callを使った方法や、裏技的にメモリマップトファイルを使った方法を紹介します。 講演者: 名雪 通

1. ユニティ・テクノロジーズ・ジャパン
名雪 通
Burstを使って
SHA-256のハッシュ計算を
高速に行う話

2. 本日のソースコード:
https://github.com/tnayuki/Unity-BurstSHA256

3. Burst

4. ご存知ですよね？

5. https://learning.unity3d.jp/4968/

6. Burstは速い

7. しかし

8. ‒Toru Nayuki
大いなるスピードには大いなる責任が伴う

9. いろいろ使えないものも多いし、
基本的にはメモリ→メモリ的な処理になる

10. ファイル入力ぐらいしたい

11. お題
ファイル(1GBのランダムデータ)を読み込んで
SHA-256のハッシュ値を計算する

12. Burst化したジョブからは
ファイル読み込みできない
(Fileクラスが使えないので)
↓
ファイルを読み込んでから
Burstコンパイルされたコードを呼ぶ

13. こんな感じでSHA-256のハッシュを計算するルーチンを構造体として実装して、
構造体とstaticメソッドにBurstCompile属性をつける

14. こんな感じで64KBずつファイルから読み込んで
BurstでコンパイルされたSHA-256のルーチンを呼ぶ

15. Burstコンパイル無効

16. Burstコンパイル有効

17. ところで

18. お気づきだろうか？

19. Burstでコンパイルされたメソッドを普通に呼んでいる

20. 以前はdelegateを使う必要があった

21. Burst 1.5.0から使えるようになったDirect Call
※ILのポストプロセスによって実現されている

22. https://learning.unity3d.jp/5005/

23. 実はジョブ向け？の
ファイル読み込みのための仕組みがある

24. AsyncReadManager

25. ファイルの読み込む部分とバッファを
構造体の配列にして渡す
読み込むファイル名

26. ファイル名がstring型なのでBurstのジョブから呼べない
ファイルの読み込む部分とバッファを
構造体の配列にして渡す
全部まとめてしか完了状態がわからない
ジョブの中でファイルを
ストリーミング的に読み込むには向いていない？

27. ジョブの中でファイルが読み込めない

28. なら
OSに読ませればいいじゃない

29. メモリマップトファイルを使ってみよう

30. ※ここからの話はすべてのプラットフォームで対応可能な方法ではありません
メモリマップトファイルを使ってみよう

31. メモリマップトファイルとは
近代OSの仮想メモリ機構の一部として実装されている、
ファイルをプロセスのアドレス空間に直接マッピングする仕組み。
スワップファイルの機構も同じ仕組みで実装されている(ことが多い)。

32. メモリマップトファイルとは
近代OSの仮想メモリ機構の一部として実装されている、
ファイルをプロセスのアドレス空間に直接マッピングする仕組み。
スワップファイルの機構も同じ仕組みで実装されている(ことが多い)。
通常のメモリアクセスとしてファイルにアクセスできる

33. ファイルをメモリマッピングしたアドレスを
NativeArrayとして返すNativeContainerを作った

34. こんな感じでジョブ化したSHA-256を呼ぶ
(ジョブの中では普通のNativeArrayとしてアクセスできる！)

36. ※ここまでの話はすべてのプラットフォームで対応可能な方法ではありません
ジョブは入力がファイルであることを意識せずに実装できるし、
並列処理もしやすいので
意外と便利かも…
例: 独自形式のファイルからメッシュを生成するなど

37. おまけ

38. SHA-256と言えば…

39. とある
クラウドソーシングサイト
にて

43. ここに注目
入力は任意のものではなく、限定されている
32バイト 8bit = 2^256通り

44. Burstを使えば1GBを10秒ほど
でハッシュ計算できるので…

45. 2256
× 32
230
× 10

46. = (秒)
3.4508732 × 1070
2256
× 32
230
× 10

47. = (秒)
3.4508732 × 1070
= (年)
1.0942647 × 1063
2256
× 32
230
× 10

48. 1,094那由多年かかる

49. 無理

50. 以上

51. ご清聴
ありがとうございました