Insinyur komputer merancang platform penelitian untuk mencampur inti prosesor untuk meningkatkan kinerja
HW

Insinyur komputer merancang platform penelitian untuk mencampur inti prosesor untuk meningkatkan kinerja


Kredit: Domain Publik Unsplash / CC0

Komputer terkenal akan fleksibilitasnya, menjalankan segalanya mulai dari konsol game hingga bursa saham. Tetapi pada level komputasi, kebanyakan komputer mengandalkan array prosesor identik yang disebut core. Sekarang, sebuah tim di Universitas Princeton telah membangun platform perangkat keras yang memungkinkan berbagai jenis inti komputer saling melengkapi, memungkinkan perancang untuk menyesuaikan sistem dengan cara baru.

Tujuannya adalah untuk menciptakan sistem baru yang membagi tugas di antara inti khusus, meningkatkan efisiensi dan kecepatan.

Di atas kolaborasi multi-inti, bahkan lebih banyak keuntungan dapat dicapai ketika inti tidak semuanya bergantung pada kode pemrograman dasar yang sama yang memberi tahu inti cara menangani pekerjaan pemrosesannya. Desainer menyebut kode dasar ini sebagai Instruction Set Architecture (ISA). ISA mapan termasuk Intel x86, umumnya ditemukan di laptop, ARM di smartphone, dan POWER di mainframe IBM. Selain menggabungkan inti yang dikhususkan untuk ISA yang berbeda, para peneliti juga tertarik untuk mengembangkan ISA hybrid untuk mendukung desain prosesor baru, mengeksploitasi potensi ISA open-source baru, mutakhir, seperti RISC-V ISA.

Apa yang tidak dimiliki oleh bidang penelitian komputer, bagaimanapun, adalah platform perangkat keras eksperimental yang memungkinkan perancang untuk mencoba pengaturan inti dan ISA yang heterogen. Platform Princeton, yang disebut Bring Your Own Core (BYOC), adalah open-source, memberikan siapa pun yang ingin memanfaatkan kemampuannya kesempatan untuk melakukannya.

“Dengan Bring Your Own Core, itu ada di namanya,” kata Jonathan Balkind, seorang mahasiswa pascasarjana dalam ilmu komputer di Princeton. “Para peneliti dapat menghubungkan inti mereka ke dalam kerangka kerja perangkat keras kami yang dapat dimodifikasi, yang siap mendukung banyak ISA dan dapat menskalakan untuk menangani sebanyak setengah miliar inti.”

Harapannya adalah bahwa cara penelitian ini akan memperoleh keuntungan baru sekarang karena Hukum Moore — pengamatan tahun 1965 bahwa kinerja chip komputer berlipat ganda setiap dua tahun — telah kehilangan pengaruh setelah beberapa dekade mengalami kemajuan yang stabil.

“Dalam perjuangan pasca-Moore untuk mendapatkan lebih banyak kinerja komputasi,” kata Balkind, “ISA heterogen adalah senjata utama yang harus dimiliki di gudang senjata, dan BYOC akan memberi para peneliti cara untuk benar-benar mengembangkan kemampuan ini.”

Balkind adalah penulis utama makalah yang dipresentasikan pada Konferensi Internasional tentang Dukungan Arsitektur untuk Bahasa Pemrograman dan Sistem Operasi (ASPLOS) 2020 yang akan diadakan di Lausanne, Swiss pada minggu 16 Maret, tetapi malah diadakan secara virtual karena kekhawatiran atas COVID -19.

Desain memungkinkan insinyur komputer menggabungkan sistem untuk meningkatkan kinerja

Para peneliti telah membangun platform yang memungkinkan perancang komputer untuk menyesuaikan sistem dengan cara baru. Kredit: Sameer A. Khan / Fotobuddy

“Kami sangat senang dengan potensi BYOC, tidak hanya untuk motivasi penelitian ISA kami yang heterogen, tetapi juga untuk komunitas penelitian yang lebih luas,” kata David Wentzlaff, profesor teknik elektro dan fakultas terkait di Departemen Ilmu Komputer di Princeton. Universitas yang menjadi penasihat Balkind dan rekan penulis makalah Princeton lainnya.

Rekan penulis ini termasuk mahasiswa pascasarjana Grigory Chirkov, Fei Gao, Alexey Lavrov dan Ang Li. Mantan mahasiswa Princeton Katie Lim, sekarang di Universitas Washington, Yaosheng Fu, sekarang di NVIDIA, dan Tri Nguyen, sekarang di Universitas Harvard, juga menjadi penulis bersama, begitu pula Luca Benini, Michael Shaffner dan Florian Zaruba, peneliti di ETH Zürich di Swiss, dan Kunal Gulati dari BITS Pilani di India.

Fungsi BYOC pada dua tingkat dasar. Yang pertama adalah simulasi perangkat keras yang mendetail, ke tempat di mana setiap kabel dan komponen dalam chip komputer secara logis akan pergi. Yang kedua adalah emulasi arsitektur chip, dijalankan pada perangkat keras yang dapat diprogram ulang. Emulasi mendekati bagaimana chip komputer nyata yang menggunakan inti terpilih dan ISA akan terlihat dan berfungsi.

Sebagaimana dijelaskan dalam makalah baru, tim peneliti Princeton telah berhasil menghubungkan 10 inti ke platform BYOC yang mengakomodasi empat ISA terpisah, meskipun seperti yang ditunjukkan Balkind, itu hanyalah titik awal.

Salah satu dari banyak aplikasi untuk penelitian yang mendukung BYOC adalah desain sistem komputer baru yang menggabungkan inti lama dengan inti mutakhir, yang dapat membantu kasus penggunaan yang memerlukan inti lawas. .

Ponsel cerdas adalah aplikasi lain di mana penerapan inti dan ISA yang inovatif dapat meningkatkan pengalaman pengguna. Penggambaran sederhana tentang bagaimana BYOC dapat membantu adalah dengan mengembangkan pengaturan baru yang membagi tugas di antara inti besar yang menghabiskan energi ketika kinerja adalah tujuannya, atau inti yang lebih kecil dan hemat ketika efisiensi energi diinginkan. Keamanan juga menjadi pertimbangan, dengan beberapa ISA mendukung fitur unik peningkatan keamanan.

Setelah validasi dengan BYOC, para peneliti kemudian dapat memilih untuk membuat chip yang mereka rancang menjadi bentuk fisik yang terealisasi sepenuhnya, dibuat oleh perusahaan pembuat chip komputer. Balkind dan koleganya berencana untuk melakukannya akhir tahun ini, yang berpuncak pada upaya hampir tiga tahun untuk mengembangkan dan memanfaatkan BYOC.

“Saya sangat puas dengan apa yang telah kami capai dengan Bring Your Own Core dan saya berharap peneliti lain bekerja dengannya,” kata Balkind. “Saya juga sangat senang bahwa kami menjadikan BYOC open source. Mengingat sumber daya yang kami miliki di sini di Princeton dan pendanaan yang kami terima dari sumber publik, penting bahwa platform kami juga bermanfaat bagi komunitas riset umum.”


Peneliti menggunakan perangkat keras untuk mempercepat komunikasi dalam chip inti ke inti


Informasi lebih lanjut:
Jonathan Balkind dkk. BYOC, Prosiding Konferensi Internasional Kedua Puluh Lima tentang Dukungan Arsitektur untuk Bahasa Pemrograman dan Sistem Operasi (2020). DOI: 10.1145 / 3373376.3378479

Disediakan oleh Universitas Princeton

Kutipan: Insinyur komputer merancang platform penelitian untuk mencampur inti prosesor untuk meningkatkan kinerja (2020, 19 Juni) diambil 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-06-platform-processor-cores-boost.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel Online