Barrelfish OS przyspieszy przyszłe systemy wielordzeniowe

Bez radykalnej zmiany sposobu, w jaki wiele z nich jest napisane, oprogramowanie, niestety, po prostu nie może być już szybsze.

Poprawki szybkości, które zwykle pochodzą z szybszych procesorów z większą liczbą tranzystorów, zbliżyły się do ich limit, w przypadku gdy chipy działają szybciej, przegrzewają się.

Z tego powodu naukowcy z ośrodka badawczego Microsoftu w Cambridge w Anglii oraz w ETH Zürich w Szwajcarii projektują nowy system operacyjny, który pozwoli programom na działanie szybciej na komputerach wielordzeniowych.

OS, zwany Barrelfish, wciąż znajduje się w fazie badań, ale jego twórcy wydali kod na początku tego miesiąca na licencji open source. Niemniej jednak, mówienie o nowym systemie operacyjnym - zwłaszcza przy wsparciu Microsoftu - wzbudziło wystarczająco dużo zainteresowania, że ​​wiele osób od tamtej pory pobrało kod, powiedział Timothy Roscoe, profesor wydziału informatyki w ETH Zürich

Jednak "nie jesteśmy w tym momencie celuje w prawdziwych użytkowników w dowolnej formie lub formie - powiedział Roscoe. Jego zespół zaprezentuje również artykuł na Sympozjum na temat zasad systemów operacyjnych, który rozpocznie się 11 października w Big Sky w stanie Montana.

Projekt, który trwa od około dwóch lat, opiera się na pomysłach, które naukowcy od lat mieli na temat tego, jak działa system operacyjny. będzie musiał ewoluować, aby nadążyć za rozwojem sprzętu. Chociaż zaangażowani są badacze Microsoft, firma stwierdziła, że ​​nie ma żadnego komentarza.

W Barrelfish każdy rdzeń ma swoje własne jądro i nie współdzieli pamięci tak, jak ma to miejsce w Windows lub Linux. Zamiast tego, rdzenie komunikują się za pomocą przekazywanych wiadomości, co naukowcy nazywają modelem "wielościeżkowym".

Przekazywanie wiadomości między rdzeniami - takie jak informacje o zabezpieczeniach i inne informacje w celu zapewnienia konsekwentnego działania systemu operacyjnego - jest bardziej wydajne niż dzielenie się pamięcią, Powiedział Roscoe.

Ale nawet jeśli systemy operacyjne wiedzą, jak wykorzystać wiele rdzeni na chipie, większość dzisiejszych aplikacji nie jest napisana, aby je wykorzystać. Firmy takie jak Microsoft, Intel i Sun pracowały nad tym, jak napisać kod równoległy, który pozwoliłby aplikacjom na jednoczesne wykorzystywanie wielu rdzeni podczas przetwarzania, powiedział Roscoe.

Apple stosuje techniki programowania równoległego w Grand Central Dispatch (GCD), bibliotece aplikacji dostarczanej z najnowszą aktualizacją Mac OS X, Snow Leopard. Chociaż GCD może być wykorzystywany do tworzenia aplikacji wykorzystujących wiele rdzeni, to jednak jest tylko systemem Mac OS i nie jest samym systemem operacyjnym, powiedział Roscoe.

Barrelfish uważa cały system operacyjny za bardziej system rozproszony. "Zamiast opracowywać model struktury systemu operacyjnego z pamięcią o współdzielonej pamięci, aby radzić sobie ze złożonymi kompromisami i ograniczonym współużytkowaniem, stosujemy podejście odwrotne: projektowanie i uzasadnienie systemu operacyjnego jako rozproszonego, niewspólnego systemu" - napisano w artykule badawczym.

Podejście wielostronne oznacza, że ​​Barrelfish może działać na bardziej zróżnicowanym sprzęcie, ponieważ oddziela system operacyjny od sprzętu "w największym możliwym stopniu" - czytamy w artykule. Tylko dwa aspekty systemu operacyjnego muszą być ukierunkowane na określone architektury sprzętowe: mechanizm przesyłania komunikatów i interfejsy do sprzętu.

Oznacza to, że podstawowy kod Barrelfish nie musiałby być zmieniany tak, jak można powiedzieć, Windows lub Linux zostały w ostatnich latach, aby działać na bardziej zaawansowanym sprzęcie.

"Dla nas, badaczy systemów operacyjnych, wnętrze komputera będzie wyglądać zupełnie inaczej niż 5 lat temu," powiedział Roscoe.

Barrelfish's Kod został wydany na licencji w stylu BSD i można go pobrać bezpłatnie. Działa na 64-bitowych platformach x86. Naukowcy napisali serwer WWW, a także niektóre aplikacje graficzne i wizualizacyjne, ale nie uruchomi się, na przykład, zwykłego programu pakietu Microsoft Office.

Roscoe opisał Barrelfish jako masowo niedoinżynierii dla użytkowników, ale nadprogram inżynierski jako badanie projekt. Kod nie jest "strasznie solidny", ale Roscoe powiedział, że spodziewa się, że wersja bardziej kompletna zostanie wydana później.

Kod Barrelfish jest wspólną własnością Microsoft i ETH Zürich. Żadne patenty nie zostały jeszcze złożone.

"Celem projektu nie jest generowanie własności intelektualnej dla Microsoft lub ETH Zürich" - powiedział Roscoe. "Celem jest prowadzenie długoterminowych badań."