Konsortiet tar skritt for å bryte multicore programmeringsbarrierer

Programmering for multicore-systemer kan være komplisert, slik at et industrikonsortium ledet av Advanced Micro Devices har tatt et skritt fremover i sitt mål om å eliminere utvikling Utfordringer, slik at applikasjoner er bærbare på tvers av enheter, arkitekturer og operativsystemer.

HSA (Heterogene System Architecture Foundation) på tirsdag forventes å introdusere en ny enhetlig minnearkitektur, kalt HUMA, som lager forskjellige minnetyper i et system som er tilgjengelig for alle prosessorer. Ved å bryte ned barrierer som skiller forskjellige minnetyper, har utviklere tilgang til et større basseng med delt minne hvor koden kan kjøres.

Spesifikasjonen er en del av HSAs åpne maskinvarestandard, slik at programutførelsen enkelt kan distribueres til behandlingsressurser i servere, PCer og mobile enheter. HSAs mål er å skape et grunnleggende grensesnitt rundt industristandard parallelle programmeringsverktøy slik at koden kan skrives og kompileres en gang for flere enheter.

Datamaskiner og mobile enheter kombinerer i dag CPUer med mange samprosessorer for å øke hastigheten på databehandlingsoppgaver. Noen av samprosessorer inkluderer GPUer (grafikkbehandlingsenheter), DSPs (digitale signalprosessorer), nettverksprosessorer, FPGAer (feltprogrammerbare gatearrayer) og spesialiserte ASICer (applikasjonsspesifikke integrerte kretser). Noen av verdens raskeste datamaskiner utnytter den felles datakraften til GPUer og CPUer for komplekse matteberegninger, mens mobile enheter har flere prosessorer for grafikk og sikkerhet.

Effektiv behandling fører til bedre smarttelefon- og tablettytelse, og lengre batterilevetid, sa Phil Rogers, selskapets stipendiat på AMD, under en konferansesamtale for å diskutere den nye spesifikasjonen.

AMD senere i år forventes det å frigjøre bærbare og stasjonære prosessorer med navnet Kaveri, hvor CPUer og grafikkprosessorer vil kunne dele minne. HSA-fondets mål er løst knyttet til AMDs chipstrategi hvor selskapet integrerer immateriell eiendom fra tredjepart, slik at chips kan tilpasses kundenes behov. For eksempel gjør AMD en skreddersydd chip for Sonys kommende PlayStation 4-spillkonsoll.

HSA ønsker også å redusere utviklingskostnadene og redusere behovet for å kompilere koden til enheter eller chiparkitekturer. Noen av funksjonene til HUMA inkluderer dynamisk minneallokering og rask GPU-tilgang til systemminne.

"Hver beregningsenhet … skal ha samme prioritet og at alle kan se på samme minne," sa Jim McGregor, hovedanalytiker ved Tirias Research.

HUMA sikrer at alle maskinvareenheter har tilgang til de samme dataene, slik at informasjonen ikke må kopieres til forskjellige minnetyper. GPUer og CPUer har i dag tilgang til forskjellige cache- og minnetyper, og spesifikasjonen vil bryte den tradisjonelle formen der CPUer tildeler minne for kodekjøring, men informasjonen kopieres til GPU-minne for utførelse av grafikkprosessoren.

"Den andre En del er det er å forene maskinvaren og også programvarearkitekturen. Hvis du skriver i C ++, kan du si at jeg vil at GPU skal utføre det, sier McGregor.

Spesifikasjonen reduserer også behovet for å overføre data mellom minne, og det lindrer flaskehalsproblemer, sa McGregor.

AMDs Rogers sa at spesifikasjonen gjenkjenner flere lagrings- og nettverkskoblinger, men sa ikke om det ville adressere ikke-flyktige lagringsenheter som etterligner minne. Mange serverinstallasjoner har solid state-stasjoner som en form for cache hvor data kopieres og lagres i en midlertidig periode som en oppgave blir utført. Facebook har drevet ideen om å bruke SSD som erstatning for DRAM.

HSA Foundation backers inkluderer også ARM, Sony, MediaTek, Qualcomm, Samsung, Texas Instruments, LG Electronics, Imagination Technologies og ST Ericsson. Intel er ikke medlem av HSA Foundation og bruker sine egne samprosessorer, kompilatorer og programmeringsverktøy til å følge sine chips.

Ideen om felles minneressurser blir også jaget av AMD-rivalen Nvidia, som ikke er medlem av HSA Foundation. Nvidia planlegger neste år å frigjøre en grafikkprosessor basert på Maxwell-arkitekturen, som vil forene GPU og CPU-minne. GPUene vil kunne adressere CPU-minne og omvendt, og applikasjoner blir lettere å skrive med enhetlige minnesressurser. Smartphones og nettbrett kan få samlet minne med Nvidias kommende Tegra 5-prosessorkode med navnet Logan, som vil ha en grafikkprosessor bygget på Maxwell-arkitekturen og også støtte CUDA, som er Nvidias proprietære sett med verktøy for parallell programmering.

HUMA er kompatibel med populære programmeringsspråk som C, C ++ og Python, og flere operativsystemer, sa AMD.