# Phase 50: GPU Box Computing 🎮 **夢の実行形態:Everything is GPU Box!** ## 🌟 ビジョン Nyashの「Everything is Box」哲学を活かし、超並列GPU実行を実現する革命的な実行形態。 箱の独立性と純粋性を利用して、数万〜数百万のBoxを同時にGPU上で実行! ## 📦 なぜBoxとGPUは相性が良いか ### 1. **完璧な並列性** - 各Boxは独立 → データ競合なし - メッセージパッシングのみ → 同期が単純 - 副作用なし → GPU実行に最適 ### 2. **メモリ効率** - Boxはイミュータブル → 読み取り専用GPU メモリ - 型が明確 → 最適なメモリレイアウト - 予測可能なアクセスパターン ### 3. **計算の均一性** - 同じ型のBox → 同じGPUカーネル - メソッド単位の実行 → SIMD/SIMT に最適 ## 🏗️ アーキテクチャ ### GPU Box定義 ```nyash // GPU実行可能なBox gpu box Particle { position: VectorBox velocity: VectorBox mass: FloatBox @gpu update(deltaTime) { // このメソッドはGPU上で実行される me.position = me.position + me.velocity * deltaTime } } // 100万個の粒子を同時処理 local particles = new GPUArrayBox(1_000_000, Particle) particles.gpuExecute("update", 0.016) // 全粒子並列更新! ``` ### 実行モデル ``` Nyashコード ↓ MIR (Box呼び出し) ↓ GPU IR生成 ↓ CUDA/OpenCL/Vulkan Compute ↓ GPU実行 ``` ## 💡 実装アイデア ### 1. スマートディスパッチ ```nyash box SmartArray from ArrayBox { map(func) { if me.size > GPU_THRESHOLD { // 自動的にGPU実行へ return me.gpuMap(func) } else { return me.cpuMap(func) } } } ``` ### 2. GPU Box制約 - `@gpu`アノテーション付きメソッドのみGPU実行 - 純粋関数であること(副作用禁止) - 基本型またはGPU対応Box型のみ使用可能 ### 3. メモリ管理 ```nyash // GPU メモリ上のBox配列 gpu box ImageBuffer { pixels: GPUArrayBox @gpu applyFilter(kernel) { // GPU上で畳み込み演算 me.pixels.convolve(kernel) } } ``` ## 🌈 応用例 ### 1. リアルタイム画像処理 ```nyash local image = new ImageBox("photo.jpg") local filters = new GPUPipeline([ BlurBox(radius: 5), BrightnessBox(level: 1.2), ContrastBox(amount: 1.5) ]) image.applyGPU(filters) // 全フィルタ並列実行! ``` ### 2. 物理シミュレーション ```nyash gpu box FluidCell { density: FloatBox velocity: Vector3Box pressure: FloatBox @gpu simulate(neighbors: ArrayBox) { // ナビエ・ストークス方程式をGPUで解く me.updatePressure(neighbors) me.updateVelocity(neighbors) } } ``` ### 3. AI/機械学習 ```nyash gpu box Neuron { weights: TensorBox bias: FloatBox @gpu forward(input: TensorBox) { // テンソル演算をGPUで高速化 return (me.weights @ input + me.bias).relu() } } // ニューラルネットワーク全層をGPU実行 local network = new GPUNetwork([ DenseLayer(neurons: 1024), DenseLayer(neurons: 512), DenseLayer(neurons: 10) ]) ``` ### 4. 暗号通貨マイニング(?) ```nyash gpu box HashBox { @gpu mine(nonce) { // SHA-256をGPUで並列計算! return me.hash(nonce) } } ``` ## 🚀 実装ロードマップ ### Stage 1: 基礎実装 - [ ] GPU Box アノテーション(`@gpu`) - [ ] 基本的なGPU IR生成 - [ ] 単純な数値演算のGPU実行 ### Stage 2: 型システム統合 - [ ] GPU互換型チェッカー - [ ] GPU メモリ管理 - [ ] CPU ⇔ GPU データ転送最適化 ### Stage 3: 高度な最適化 - [ ] Box融合最適化(カーネル結合) - [ ] 自動CPU/GPUスケジューリング - [ ] マルチGPU対応 ### Stage 4: エコシステム - [ ] GPU Boxライブラリ - [ ] プロファイリングツール - [ ] デバッガー対応 ## 🎯 成功指標 1. **パフォーマンス**: CPU実行の100倍〜1000倍高速化 2. **使いやすさ**: `@gpu`を付けるだけで自動GPU実行 3. **互換性**: 既存のBoxコードがそのまま動く ## 💭 夢の先へ - **量子コンピューティング対応**: `@quantum` アノテーション - **分散GPU実行**: 複数マシンのGPUを透過的に使用 - **AIアシスト最適化**: 実行パターンを学習して自動最適化 --- *"Everything is Box, Everything is Parallel, Everything is Fast!"* 🚀