Egy szoftvertrükk megduplázhatja a számítógép sebességét

A ma elterjedt többprocesszoros számítógépek kapacitásait hatékonyan egyesítő megoldás csökkenti az energiaigényt és így a környezet terhelését.

Megkétszerezte a számítások végrehajtásának sebességét, és felére csökkentette az energiafogyasztást az a szoftvermegoldás, amit a Kaliforniai Egyetem kutatói dolgoztak ki. A szimultán heterogén multithreadingnek vagy SHMT-nek nevezett folyamatkezelés eddig csak teszthardveren futott, így jelenleg még nem tart ott, hogy megduplázza az olvasó okostelefonjának teljesítményét, de igazából azt sem mondhatjuk, hogy nagyon távol lennénk ettől.

Nincs szükség több processzorra, mert már megvannak – mondta Hung-Wei Tseng, az UCR informatikus mérnöke.

A modern számítástechnikai eszközöknél régóta bevált megoldás, hogy a gyorsaság és hatékonyság érdekében több processzormagon osztják el a folyamatokat, emellett a grafikus processzor kezeli a megjelenítés feladatait, sőt az újabb eszközökbe a mesterséges intelligencia műveleteit támogató processzorokat is beépítenek.

A párhuzamosság szuper dolog, de ennek a rendszernek az egyik gyengéje, hogy egy folyamatot egy maghoz rendel, így előfordulhat, hogy a processzormagok egyik fele leterhelt, a másik üresen jár, emellett a processzorok közötti belső adatmozgatás is lassítja a működést.

Kevesebb energia, kevesebb hűtés

Az SMTH a párhuzamosságot úgy közelíti meg, hogy igyekszik kihasználni a heterogén rendszer különböző processzorainak sokoldalúságából fakadó előnyöket, mindezt úgy, hogy egy virtuális hardvert lát, de közben azonosítja, hogy mely feladatok illeszkednek egy adott processzortípushoz, és így bontja fel a magas szintű feladatokat.

A kutatók a teszteléshez egy tipikus okostelefon-konfiguráció köré építettek egy adatközponti szerverhez hasonló számítógépet, ami egy négymagos ARM Cortex-A57 processzort, Nvidia grafikus processzort és egy Google Edge Tenzor processzort tartalmazott. Az Ubuntu Linuxot futtató gép hagyományos multithreading- és heterogén működését egy sor mérőfeladaton tesztelték – a végeredmény egészen elképesztő, 1,95-szörös számítási teljesítményt és 51 százalékos energiafogyasztás-csökkenést mutatott.

Az eredmény nem csak azért fontos, mert megtáltosodik tőle a telefon, az alacsonyabb energiaigény is igen jelentős, mert egy nagyobb szerverközpont környezeti lábnyomát és vízfogyasztását is nagymértékben csökkentheti.

A kutatók rámutattak, hogy bár az ötletük működik, és komoly potenciállal bír, az igazi kihívás – amivel a konvencionális multithreadingnél nem kell foglalkozni – a feladatok bontásának megfelelő minőségű végrehajtása.

(index.hu)