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オーバークロックだけじゃないMSI Afterburner

私が今使っているグラフィックスカードはMSI製で、オーバークロック用ツールMSI Afterburnerが使えます（MSI Afterburner公式サイトへのリンク）。他社製のグラフィクスカードでも類似のツール（ASUS GPU TweakIIなど）が公開されていると思います。

ツールの名前からしてコアクロックやメモリバスクロックを上げるのが主な目的だと思いますが、逆に下げる方向に使うこともできます。

MSI Afterburnerでクロックを下げる方向に設定

GeForce RTX 3060の性能をフルに必要とするゲームばかりではありませんし、あえてクロックを下げて負荷軽減、省エネ＆温度を低目に保てたら良いな〜くらいの期待です。残念ながらGPU温度を見ている限りでは、効き目はあまりなさそうですが……まあ気休めに。

編集者:すずき(2024/08/21 13:45)

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中秋の名月

今日は中秋の名月だそうです。手持ちのコンデジ（CASIO EX-ZR1300）のズームを最大にして月を撮影しました。

満月は非常に明るくて、ISO 80、シャッタースピード1/50のような普通なら夜の写真に使わない暗い設定でもばっちり映りました。月のクレーターを認識できるくらいの写真が撮れます。

中秋の名月

三脚を使わなかった割にはブレなかったと思います。カメラの手ブレ補正スゴイな〜。プレビューではもっと鮮明に映ったように見えたものの、切り抜いてみるとややボンヤリしていますね……。ズームの倍率も光学12.5倍ですし、撮影者の腕的にもこんなもんですかね。

編集者:すずき(2022/09/11 11:17)

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WindowsとRyzen 7 2700の動作周波数

目次: Windows

ノートPC用のCPUの動作周波数は多数設定できましたが、デスクトップ用のCPUはどんなもんでしょうか？電源オプション - プロセッサの電源管理 - 最大のプロセッサの状態、もしくはプロセッサパフォーマンスの向上モードを変更し、何段階の動作周波数が設定できるか試します。家のデスクトップPCのCPUはRyzen 7 2700、OSはWindows 10です。

ちなみに初期状態だとTurboBoostをON/OFFする設定が表示されません。設定変更するためにはレジストリを変更する必要があります（2020年7月9日の日記参照）。

電源オプション

結果はこんな感じ。動作周波数、フル稼働時のCPU温度（稼働1分くらい、リテールクーラー使用）、CPU-ZのScoreを示します。ScoreはCPU-Zのマルチスレッドベンチマークで何点くらい出るか？を意味する数字です。CPU性能の参考まで。

TurboBoost ON: 3.33GHz, 59〜60℃, Score 4000
100％: 3.17GHz, 53〜55℃, Score 3850
87〜99％: 2.78GHz, 48〜50℃, Score 3350
0〜86％: 1.54GHz, 43〜45℃, Score 1800

ノートPCのCore i5 8250Uは7段階ありましたが、デスクトップPC向けは4段階でした。微妙な数ですね、多くも少なくもないです。デスクトップPCはノートPCほど細かく節電する必要もないし、動作周波数の設定を多くする必要はないのでしょう。

編集者:すずき(2024/08/21 13:46)

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C言語の符号付き整数型は2の補数ですか？

目次: C言語とlibc

コンピュータで負の値を表現するときは「2の補数を使います」と習った方は多いと思います。C言語もそうでしょうか？

答えは「いいえ。そして、はい。」です。

従来の整数型

「いいえ。」の方は、整数型intやlongです。これらの型は2の補数とは限りません。sign and magnitudeや、1の補数表現が許されます。符号と値だけでなく、意味のないビット（パディングビット）の存在も許されています。C11 committee draftの6.2.6.2の定義を見ましょう。

N1570 (C11 committee draft) 6.2.6.2の定義

6.2.6.2 Integer types

1 (unsigned系の話なので省略)

2 For signed integer types, the bits of the object representation shall be divided
into three groups: value bits, padding bits, and the sign bit. There need not be any
padding bits; signed char shall not have any padding bits. There shall be exactly one sign bit.
Each bit that is a value bit shall have the same value as the same bit in the object
representation of the corresponding unsigned type (if there are M value bits in the signed
type and N in the unsigned type, then M <= N). If the sign bit is zero, it shall not affect
the resulting value. If the sign bit is one, the value shall be modified in one of the
following ways:

- the corresponding value with sign bit 0 is negated (sign and magnitude);
- the sign bit has the value -(2^M ) (two’s complement);
- the sign bit has the value -(2^M - 1) (ones’ complement).

Which of these applies is implementation-defined, as is whether the value with sign bit 1
and all value bits zero (for the first two), or with sign bit and all value bits 1 (for one's
complement), is a trap representation or a normal value. In the case of sign and
magnitude and ones’ complement, if this representation is a normal value it is called a
negative zero.

この節は何を言っているのかすこぶるわかりにくいので、ざっくり和訳と具体例を載せます。わかりやすくなっていると嬉しいです。間違いがあったら教えていただけると嬉しいです。

N1570 (C11 committee draft) 6.2.6.2の定義（ざっくり和訳）

6.2.6.2 Integer types

1省略

2符号付き整数型の場合、オブジェクト表現のビットは、値ビット、パディングビット、符号ビットの3つのグループに分けなければならない。
パディングビットは持っても持たなくても構わないが、符号付きchar型はパディングビットをもってはならない。符号ビットは1ビットで
なければならない。値ビットの各ビットは、対応する符号なし型のオブジェクト表現と同じビットでなければならない。
（もし符号付き型にMビットの値ビットがあって、符号なし型にNビットの値ビットがあるなら、M <= Nである）

符号ビットが0なら結果の値には影響しない。符号ビットが1なら、値は次のいずれかの方法で修正されなければならない。

- 符号ビットが0の時の値がそのまま負の値（sign and magnitude）
(例)
10000000 -> -0  ←負のゼロ、もしくはトラップ
10000001 -> -1
10000010 -> -2
...
11111101 -> -125
11111110 -> -126
11111111 -> -127

- 符号ビットが -(2^M) の値（2の補数）
(例)
10000000 -> -128
10000001 -> -127
10000010 -> -126
...
11111101 -> -3
11111110 -> -2
11111111 -> -1

- 符号ビットが -(2^M - 1) の値（1の補数）
(例)
10000000 -> -127
10000001 -> -126
10000010 -> -125
...
11111101 -> -2
11111110 -> -1
11111111 -> -0  ←負のゼロ、もしくはトラップ

このうちどれを適用するかは実装依存である。符号ビットが1で値ビットが全て0（sign and magnitudeと2の補数のとき）、
もしくは符号ビットと値ビットが全て1（1の補数のとき）を持つ値が、トラップ表現か正常な表現かについても同様に実装依存である。
sign and magnitudeと1の補数の場合は、この表現を正常な値とするなら、その値は「負のゼロ（negative zero）」と
呼ばれる。

負の値を表現する方法はいくつかあって、今はほぼ全てのアーキテクチャで2の補数が一般的です。しかし古いアーキテクチャではsign and magnitudeや1の補数を採用していたものがあったのかもしれませんね。

正確なビット幅の整数型

「はい。」の方は、C99で登場した新しい整数型（intN_tのような型）です。こちらは2の補数、パディングビットなしの割り切った仕様です。しかし一般的に良く使われているint8_t, int16_t, int32_tが必ず使えるとは限らないことに注意が必要です。

N1570 (C11 committee draft) 7.20.1.1の定義とざっくり和訳

7.20.1.1 Exact-width integer types

1 The typedef name intN_t designates a signed integer type with width N, no padding
bits, and a two's complement representation. Thus, int8_t denotes such a signed
integer type with a width of exactly 8 bits.

2 The typedef name uintN_t designates an unsigned integer type with width N and no
padding bits. Thus, uint24_t denotes such an unsigned integer type with a width of
exactly 24 bits.

3 These types are optional. However, if an implementation provides integer types with
widths of 8, 16, 32, or 64 bits, no padding bits, and (for the signed types) that have a
two's complement representation, it shall define the corresponding typedef names.


（ざっくり和訳）

1型名intN_tは、幅N、パディングビットなし、2の補数表現の符号付き整数型であることを示す。
したがってint8_tは、幅が正確に8ビットの符号付き整数型を示す。

2型名uintN_tは、幅N、パディングビットなし、2の補数表現の符号なし整数型であることを示す。
したがってuint24_tは、幅が正確に24ビットの符号付き整数型を示す。

3これらの型はオプションである。しかし実装が8, 16, 32, 64ビット、パディングビットなし、
2の補数表現（符号付きの場合）を持つ整数型を提供する場合は、対応するtypedef名を定義しなければならない。

現代のアーキテクチャに合わせてsign and magnitudeと1の補数をバッサリ切った雰囲気を感じます。仕様で気になるのは3ですね。optionalで実装依存とおっしゃっています。これは困ります……。

確実を期すならint_least32_t（規格上requiredなので）を使えば良いですが、最低でも32bitだと仕様として不便です。本当は何bitですか？を求める処理を書かねばならないでしょう。名前も長くて使いにくいですし。

編集者:すずき(2024/08/21 13:45)

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Asciidocをさらに活用

目次: Linux

前回（2022年9月3日の日記参照）、Asciidocのプレビュー環境の設定方法を紹介（Chrome or VSCode）しました。今回はさらにAsciidocの便利機能とそのプレビューを使えるようにします。

ちなみにこのプレビュー機能はVSCode限定となります。Chromeでも使えると便利なんですけどね……。

asciidoctor-diagramで他のツールと連携

Asciidocにはasciidoctor-diagram extensionがあり、他のツール向けテキストを *.adoc内に記述すると、ツールと連携して自動的に画像を生成し、自動的に文書内に埋め込む機能があります。

例えばUMLをテキストで記述するPlatUMLと連携する場合は、

asciidoctor-diagramを使ってPlantUMLと連携


= Hello

== World

This is hello world.

[plantuml]
----
@startuml
A -> B : ccc
@enduml
----

このように [plantuml] の後にPlantUML向けのテキストを書きます。プレビューや他形式に変換した場合、PlantUMLのテキストの代わりにPlantUMLが出力した画像が表示されていることがわかると思います。

asciidoctor-diagramを使った出力例

各ツールを起動して画像に変換＆リネームしてAsciidocに画像表示の記述を書く方法と比べれば、利便性は天と地の差でしょう。

Rubyのインストール

AsciidoctorやextensionはRubyで実装されているため、Rubyをインストールする必要があります。

Rubyの公式サイト（サイトへのリンク）を見る限り、Windows向けインストールにはRubyInstallerツール（サイトへのリンク）がおススメのようです。

Rubyの起動確認

c:\app>ruby --version

ruby 3.1.2p20 (2022-04-12 revision 4491bb740a) [x64-mingw-ucrt]

RubyInstallerはPATHの設定も自動的に行います。インストール後、コマンドプロンプトを起動してrubyを起動できればインストール成功です。

asciidoctor-diagramのインストール

Rubyをインストールしたら、asciidoctor-diagramをインストールします。同時にasciidoctorもインストールされます。

asciidoctor-diagramのインストール

C:\app>gem install asciidoctor-diagram

Fetching asciidoctor-diagram-plantuml-1.2022.5.gem
Fetching asciidoctor-diagram-ditaamini-1.0.3.gem
Fetching asciidoctor-diagram-2.2.3.gem
Fetching asciidoctor-2.0.17.gem
Successfully installed asciidoctor-diagram-plantuml-1.2022.5
Successfully installed asciidoctor-diagram-ditaamini-1.0.3
Successfully installed asciidoctor-2.0.17
Successfully installed asciidoctor-diagram-2.2.3
Parsing documentation for asciidoctor-diagram-plantuml-1.2022.5
Installing ri documentation for asciidoctor-diagram-plantuml-1.2022.5
Parsing documentation for asciidoctor-diagram-ditaamini-1.0.3
Installing ri documentation for asciidoctor-diagram-ditaamini-1.0.3
Parsing documentation for asciidoctor-2.0.17
Installing ri documentation for asciidoctor-2.0.17
Parsing documentation for asciidoctor-diagram-2.2.3
Installing ri documentation for asciidoctor-diagram-2.2.3
Done installing documentation for asciidoctor-diagram-plantuml, asciidoctor-diagram-ditaamini, asciidoctor, asciidoctor-diagram after 4 seconds
4 gems installed

コマンドプロンプトからGemで一発インストール可能で便利です。asciidoctorはRubyのbinディレクトリの配下にスクリプトが配置されるようです。

asciidoctorの起動確認

c:\app>asciidoctor --version

Asciidoctor 2.0.17 [https://asciidoctor.org]
Runtime Environment (ruby 3.1.2p20 (2022-04-12 revision 4491bb740a) [x64-mingw-ucrt]) (lc:Windows-31J fs:UTF-8 in:UTF-8 ex:UTF-8)

インストール後、コマンドプロンプトからasciidoctorを起動できればインストール成功です。

Javaのインストール

今回はPlantUMLとの連携を試しますので、PlantUMLの環境も整えます。PlantUMLの実行にはJavaが必要です。

PlantUMLを実行するだけならJRE（Java Runtime Environment）で十分ですが、もし今後Java言語での開発を行う予定があれば、OpenJDKをインストールした方が良いです。私はJavaも使うので Oracle OpenJDKのダウンロードサイトからOpenJDKをダウンロードしました。現状の最新版は18.0.2.1でアーカイブのファイル名はopenjdk-18.0.2.1_windows-x64_bin.zipです。

ダウンロードしたzipファイルを展開すると、jdk-18.0.2.1のような名前のディレクトリがあるので適当な場所に移動（= インストールに相当）します。この際にディレクトリ名をリネームしても良いです。

JDKを適当な場所に配置したらPATHを設定します。例えばJDKをc:\app\jdkにインストールしたとすると、

JDKのPATH設定

こんな感じでPATHに追加します。

Javaの起動確認

c:\app>java -version

openjdk version "18.0.2.1" 2022-08-18
OpenJDK Runtime Environment (build 18.0.2.1+1-1)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 18.0.2.1+1-1, mixed mode, sharing)

PATH追加後、コマンドプロンプトからjavaを起動できればインストール成功です。