Konsorcjum podejmuje kroki w celu przełamania barier programowania wielordzeniowego

Programowanie systemów wielordzeniowych może być złożone, dlatego konsorcjum branżowe pod kierownictwem Advanced Micro Devices zrobiło krok naprzód w celu wyeliminowania rozwoju wyzwania, dzięki czemu aplikacje są przenośne na urządzeniach, architekturach i systemach operacyjnych

We wtorek oczekuje się, że HSA (Heterogeneous System Architecture) wprowadzi nową, jednolitą architekturę pamięci o nazwie HUMA, która sprawia, że ​​różne typy pamięci w systemie są dostępne dla wszystkich procesorów. Poprzez przełamywanie barier, które oddzielają różne typy pamięci, programiści mają dostęp do większej puli pamięci współdzielonej, w której może być wykonywany kod.

Specyfikacja jest częścią standardu otwartego sprzętu HSA, aby program mógł być łatwo dystrybuowany do zasobów przetwarzania na serwerach, komputerach i urządzeniach mobilnych. Celem HSA jest stworzenie podstawowego interfejsu wokół standardowych narzędzi do programowania równoległego, aby kod mógł zostać napisany i skompilowany tylko raz dla wielu urządzeń.

Komputery i urządzenia mobilne obecnie łączą procesory z wieloma współprocesorami w celu przyspieszenia zadań obliczeniowych. Niektóre ze współprocesorów obejmują procesory graficzne (GPU), procesory DSP (procesory sygnałów cyfrowych), procesory sieciowe, układy FPGA (programowalne tablice bramek) i wyspecjalizowane układy ASIC (specyficzne dla aplikacji układy scalone). Niektóre z najszybszych komputerów na świecie wykorzystują wspólną moc obliczeniową procesorów graficznych i procesorów do złożonych obliczeń matematycznych, podczas gdy urządzenia mobilne mają wiele procesorów graficznych i bezpieczeństwa.

Wydajne przetwarzanie prowadzi do lepszej wydajności smartfonów i tabletów, a także dłuższej żywotności baterii, - powiedział Phil Rogers, pracownik korporacyjny w firmie AMD podczas telekonferencji w celu omówienia nowej specyfikacji.

W tym roku AMD wypuści na rynek procesory do laptopów i komputerów stacjonarnych o kodowej nazwie Kaveri, w których procesory i procesory graficzne będą mogły współużytkować pamięć. Cele fundacji HSA są luźno powiązane z strategią chipową AMD, w której firma integruje własność intelektualną osób trzecich, dzięki czemu można dostosować chipy do potrzeb klienta. Na przykład AMD tworzy spersonalizowany układ dla nadchodzącej konsoli do gier Sony PlayStation 4.

HSA chce także obniżyć koszty programowania i ograniczyć potrzebę rekompilacji kodu do urządzeń lub architektur układów. Niektóre funkcje HUMA obejmują dynamiczne przydzielanie pamięci i szybki dostęp GPU do pamięci systemowej.

"Każda jednostka obliczeniowa … będzie miała ten sam priorytet i będzie w stanie spojrzeć na tę samą pamięć" - powiedział Jim McGregor, główny analityk w Tirias Research.

HUMA zapewnia, że ​​każda jednostka sprzętowa ma dostęp do tych samych danych, więc informacje nie muszą być kopiowane do różnych typów pamięci. Procesory GPU i procesory mają dziś dostęp do różnych typów pamięci podręcznej i pamięci, a specyfikacja przerwałaby tradycyjną formę, w której procesory alokują pamięć do wykonywania kodu, ale informacje są kopiowane do pamięci GPU w celu wykonania przez procesor graficzny.

"Pozostałe Częścią jest unifikacja sprzętu, a także architektury oprogramowania. Jeśli piszesz w C ++, możesz powiedzieć, że chcę, aby GPU go wykonał, "powiedział McGregor.

Specyfikacja redukuje również potrzebę przesyłania danych między pamięcią, a to zmniejsza problemy z wąskimi gardłami, powiedział McGregor.

AMD's Rogers powiedział, że specyfikacja rozpoznaje wiele interkonektów pamięci masowych i sieciowych, ale nie powiedział, czy adresowałby on nieulotną pamięć masową naśladującą pamięć. Wiele instalacji serwerów posiada dyski półprzewodnikowe jako formę pamięci podręcznej, w której dane są kopiowane i przechowywane przez pewien czas w trakcie wykonywania zadania. Facebook wpadł na pomysł wykorzystania dysków SSD jako zamienników pamięci DRAM.

Do sponsorów HSA Foundation należą również ARM, Sony, MediaTek, Qualcomm, Samsung, Texas Instruments, LG Electronics, Imagination Technologies oraz ST Ericsson. Intel nie jest członkiem HSA Foundation i używa swoich własnych procesorów, kompilatorów i narzędzi programistycznych do obsługi swoich chipów.

Idea współdzielonej pamięci jest również ścigana przez konkurencyjną AMD, Nvidię, która nie jest członkiem Fundacji HSA. Nvidia w przyszłym roku planuje wydanie procesora graficznego opartego na architekturze Maxwella, który zunifikuje pamięć GPU i procesor. Procesory graficzne będą mogły adresować pamięć procesora i na odwrót, a aplikacje będą łatwiejsze do zapisu dzięki ujednoliconym zasobom pamięci. Smartfony i tablety mogą uzyskać zunifikowaną pamięć dzięki nowemu procesorowi Nvidii Tegra 5 o kodowej nazwie Logan, który będzie miał procesor graficzny zbudowany na architekturze Maxwella, a także obsługuje CUDA, który jest zastrzeżonym zestawem narzędzi Nvidii do programowania równoległego.

HUMA to kompatybilny z popularnymi językami programowania, takimi jak C, C ++ i Python, oraz wieloma systemami operacyjnymi, powiedział AMD.