実行速度の最適化のあれこれ　プラス　おまけ

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株式会社スクウェア・エニックス
ヒュイフレッド ( Fr ed T.Y. H ui)
実行速度の最適化のあれこれ
プラスおまけ

略称について
・『Unreal Engine 4』をスライド内では『UE4』と記載しています
・『PlayStation®4』も同様に『PS4』と記載しています

アジェンダ

• 自己紹介
• 揺れものアニメーションの改良と並列化
• PGO による実行速度の最適化
• おまけ：静的コード解析
アジェンダ

自己紹介

• HUI T.Y. Fred（ヒュイフレッド）
• ホンコン
• VisualWorks, ドラクエ10オンライン
• エンジニア
• 揺れものアニメーションのライブラリの窓口、カスタマイズ、速度最適化
• 最適化チームのメンバー
自己紹介

揺れものアニメーションの最適化

• Bonamik - B Plugin
• 鎖、紐、髪、クロスなどの物理シミュレーション
• KineDriver（Deformation/変形）- K Plugin
• 補助骨、ドライバー
• どちらも社内にすでに実績があるライブラリ
• 今回は初UE4対応で、Pluginとして実装された
揺れものアニメーション

• 今日の話
• 私一人だけではなく、
テクノロジー推進部のメンバー達と共同開発
Aitzol Muelas
Thierry Babin-Ruel

KineDriver
Component
Bonamik
Component
・UE4を改造する設計（Componentなど）
SkeletalMeshComponent

K Component B Component
・UE4を改造する設計（Componentなど）
SkeletalMeshComponent

K Component::
TickComponent()
B Component::
TickComponent()
・UE4を改造する設計（処理順）
SkeletalMeshComponent::
PostPhysicsTickComponet()

K B
・UE4を改造する設計（キャラ一体の処理）

K1 B1 K2 B2 K3 B3
・よくある処理順

K1 B1 K2 B2 K3 B3
KBD 2 KBD 3KBD 1
A．問題点＃１(Componentを統合)
A．問題点＃１

A．並列化のイメージ（3コアの場合）
KBD
1
KBD
4
KBD
2
KBD
5
KBD
3
KBD
6

• 統合版：KBD Component
• もう一つのメリット：表現幅のアップ
• 対応前は固定：K -> B のみ
• 対応後は可変：K -> B -> K でも、B -> K -> B でもＯＫ

• PluginをModuleにRefactoringした
• UKBDComponentの生成
• USkeletalMeshComponent::OnRegister()
• UKBDComponent::OnRegister()
• UKBDComponent::TickComponent()
• 必ずメインスレッドで呼ばれる
• TaskGraphのタスク生成、依存関係と待ち処理を設定
ステップ A . の実装イメージ

A．並列化のイメージ（3コアの場合）
KBD
1
KBD
4
KBD
2
KBD
5
KBD
3
KBD
6
もうできた！？

A．並列化はできたが、現実は
Other
task
Other
task
Other
task
KBD
1
KBD
4
KBD
2
KBD
5
KBD
3
KBD
6

A．現実は
Other
task
Other
task
Other
task
KBD
1
KBD
4
KBD
2
KBD
5
KBD
3
KBD
6
TickGroup_PostPhysics

B．問題点＃２
Other
task
Other
task
Other
task
KBD
1
KBD
4
KBD
2
KBD
5
KBD
3
KBD
6

B．タスク・スケジューラのＩＤＥＡ！
Other
task
Other
task
Other
task
KBD
1
KBD
4
KBD
2
KBD
5
KBD
3
KBD
6

B．タスク・スケジューラ
Other
task
Other
task
Other
task
KBD
1
KBD
4
KBD
2
KBD
5
KBD
3
KBD
6
どうすればいい？

ステップ B . の実装のイメージ
・タスク
• KBDComponent::TickComponent()

・タスク
• TickGroup の最後で、KBDManagerが
• 配列のソート、タスク生成、待ち処理など

・タスク
• KBDManager::PendingComponents 配列に自分を追加
• 配列のソート、タスク生成、待ち処理など
• 配列をクリア

・タスク
• KBDManager::PendingComponents 配列に自分を追加
• 配列のソート、タスク生成、待ち処理開始、分散、待ち処理終了
• 配列をクリア

• PluginをModuleにRefactoringした
• キャラ内のコリジョン・グループごとに計算すれば・・・
• ただ、専用AssetUserDataのデータ構造を変更しないと厳しい
• 良かった
このKBD対応が別のプロジェクトでも使われることになった
反省点

PGO による実行速度最適化

• PGO - Profile Guided Optimization の略
• コンパイラとリンカー要対応！
• プロファイル（の結果）に基づく最適化
• 一般的な PGO
• 実績：Windowsは10年以上, コンソール機は数年前から！？
• 理論
PGO による最適化
P G O とは

PGO による実行速度最適化
（質問ｘ２）

PGO を使わない場合は・・・ (イメージ)
- Cpp の行単位で
#pragma optimize speed
#pragma optimize size
- コンパイラのオプションで
-OSpeed, -Osize
- 等々
P G O とは

理論：
Training (Profiling, game play) 時によく通ったコードー＞ビルド時に速度最適化
それ以外のコード－＞ビルド時にサイズ最適化
例：
if ( ConditionX )
{
// run A
}
else
{
// run B
}
P G O とは

P G O とは（出典： M a r c h 2 0 , 2 0 1 3 - - P r o f i l e G u i d e d O p t i m i z a t i o n - -
A n k i t A s t h a n a ）

出典：March 20, 2013 -- Profile Guided Optimization -- Ankit Asthana
（.exe）

例：
if ( ConditionX )
{
PGO( counterA );
// run A
}
else
{
PGO( counterB );
// run B
}
P G O とは

（ジョブ）（.exe）（複数）

（.exe）
（複数）

• Sampling PGO (S-PGO)
• Training用のビルドが要らない
• UE4.19では未対応
• 自分で対応（ビルドオプションのみ）
P G O とは

• UE4.19の機能だけを、うちのUE4（4.17）にマージした
• Platformに依存しないビルドオプション
-PGOProfile, -PGOOptimize （”-bAllowLTCG true” も）
• コンソールコマンド
“pgo start” -> プレイ -> ”pgo end”
U E 4 . 1 9 に導入された機能

1. Training すべきところ
2. ジョブごとの自動プレイスクリプト（内製ツール）
3. ジョブごとに、平均フレーム速度をログ出力
4. その他：全体自動化、Platformごとの対応、SPGO、エ
ラー対策、ライブラリのビルドなど
プロジェクト側で対応したこと

1. Training すべきところＰＬＡＮ
2. 自動プレイのスクリプトＤＯ
3. ジョブごとに、平均フレーム速度をログ出力 CHECK KPI
4. その他：全体自動化、Platformごとの対応、SPGO、エ
ラー対策、ライブラリのビルドなど

PDC (Plan ->Do -> Check）のサイクルを回す
• 全体最適化する
• ジョブの効果高いものを残し、
ジョブの効果低いものを消す
• 最適化できなかった例

• PS4でのフレーム速度の改善（Shipping）
• 37ms -> 33ms（最大効果のところ）
• UE4.19で導入された機能をマージ
• 複数のPlatformのビルドオプション
• コンソールコマンド
まとめ 1 / 3 費用対効果

• デメリット
• ビルドが長くなる
• 自動プレイがない場合は面倒？
まとめ 2 / 3

（.exe）
（.exe）

まとめ 3 / 3
Training用
ビルド
Training用ビルド
のRuntime速度
(1)
ジョブの調整
（PDCサイクル）
ＱＡ用ビルドの
Runtime速度
対応
Platformの
数
PGO yes 重いより少し速い 
SPGO no  大きく変わらない よりしやすい ？

まとめ 3 / 3
＜戦略＞
開発サイクルの最中では、S-PGOを
最終リリースの時期は、PGOを
Training用
ビルド
Training用ビルド
のRuntime時の速度
(1)
ジョブの調整
（PDCサイクル）
ＱＡ用ビルド
Runtime時の速
度
対応
Platformの
数
PGO yes 重いより少し速い 
SPGO no  大きく変わらない よりしやすい ？

おまけ：静的コード解析

ご清聴ありがとうございました！
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その他掲載されている会社名、商品名は、各社の商標または登録商標です。

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