A multicore zsetonok következő nagy kihívást jelentenek az ipar számára

Több processzor magot hoztak létre, mint az elsődleges módja a kiszolgáló és a PC-chipek teljesítményének növelésében, de az előnyök nagymértékben csökkennek, ha az iparág nem tud legyőzni bizonyos hardver- és programozási kihívásokat, a Santa Clara Multicore Expo résztvevői, Kalifornia, ezt mondta ezen a héten.

A legtöbb szoftver még ma is íródott egymagos chipek esetén, és újraírni vagy frissíteni kell annak érdekében, hogy kihasználják az egyre növekvő számú magot, amelyet az Intel, a Sun Microsystems és az egyéb chip-gyártók a termékeket, mondta Linley Gwennap, a The Linley Group elnöke és vezető elemzője.

Az off-shelf alkalmazások gyakran gyorsabban futnak a CPU-knál, akár négy processzor maggal, de ezen a teljesítményen túl leesik és akár romlani tud, ha több magot adnak hozzá, mondta. A Gartner legutóbbi jelentése is kiemelte a problémát.

A chipgyártók és a rendszerépítők megkezdték a fejlesztők oktatása és jobb eszközök biztosítása a többmagos programozáshoz. Egy évvel ezelőtt az Intel és a Microsoft azt mondta, hogy 20 millió dollárt fektetnek be két kutatóközpont megnyitásához az amerikai egyetemeken, amelyek a probléma megoldására irányulnak. A mainstream fejlesztők többszintű programozási eszközeinek hiánya talán a legnagyobb kihívás, amellyel az iparág ma szemben áll, "- írja Gwennap.

Olyan alkalmazások írása, amelyek lehetővé teszik a számítástechnikai feladatok különböző részeit, például egy matematikai probléma megoldását vagy egy kép megjelenítését, nem oszthatók meg és hajtanak végre egyidejűleg több magon keresztül. Azonban ez a modell, amelyet gyakran a párhuzamos számítástechnikának neveznek, eddig elsősorban speciális, nagyteljesítményű számítástechnikai környezetek számára korlátozott.

Az elmúlt években azonban az Intel és a Advanced Micro Devices a magokat energiahatékonyabb módon chip teljesítménye, ami jelentősen megváltozott a hagyományos óragyorsítás gyakorlatában. Az Intel nyolc magot épít a közelgő Nehalem-EX chipjeikbe, és az AMD 12-eres chipeket tervez szerverek számára. Többszörös beillesztési képességeket is adnak hozzá, amelyek lehetővé teszik, hogy mindegyik mag egyidejűleg több kódsorral működjön.

Ez azt jelenti, hogy a mainstream alkalmazásoknak másképpen kell megírniuk, hogy kihasználhassák a rendelkezésre álló további magokat. A munkát nehéz megtenni, és új lehetőségeket teremt a szoftveres hibák számára. Az egyik leggyakoribb a "versenykörülmények", ahol a kiszámítás kimenete függ a feladatok egyes elemeitől, amelyek egy bizonyos sorrendben fejeződnek be. Ha nem, akkor hiba léphet fel.

Néhány párhuzamos programozási eszköz áll rendelkezésre, mint pl. Az Intel C és C ++ párhuzamos stúdiója. A téren más gyártók is a Codeplay, a Polycore Software és a Clik Arts. Van egy új C-alapú párhuzamos programozási modell is, az OpenCL, amelyet a The Khronos Group fejlesztett ki és támogatott az Apple, az Intel, az AMD, az Nvidia és mások által.

De sok rendelkezésre álló eszköz még folyamatban lévő munkák, mondta a Multicore Expo. A szoftver-fordítóknak képesnek kell lenniük arra, hogy azonosítsák a párhuzamos kódot, majd a programozók kézi beavatkozása nélkül párhuzamosítsák azt a feladatot, mondta Shay Gal-on, az EEMBC szoftverfejlesztési igazgatója, egy olyan nonprofit szervezet, amely referenciaértékeket fejlesztett ki a beágyazott chipek számára.

Az eszközök hiánya ellenére néhány szoftvergyártó viszonylag könnyű párhuzamos kódot létrehozni az egyszerű számítástechnikai feladatokhoz, mint például a kép- és videofeldolgozáshoz, mondta Gwennapp. Az Adobe átírta a Photoshop-et oly módon, hogy olyan feladatokat rendelhet hozzá, mint a nagyítás és a képszűrés bizonyos x86 magokhoz, javítva a teljesítményt három-négy alkalommal, azt mondta.

"Ha videót vagy grafikát csinálsz, pixeleket és hozzárendelheti őket különböző CPU-khoz, így sok párhuzamot kaphat így "- mondta. De a bonyolultabb feladatokhoz nehéz egyetlen megoldást találni azon számítási sorozatok azonosítására, amelyek párhuzamosan állíthatók és oszthatók fel.

Miközben a programozási oldal a legnagyobb kihívást jelentheti, vannak olyan hardverváltozások is, amelyeket meg kell tenni, hogy megoldja azokat a problémákat, mint a memória késleltetése és a lassú buszsebesség. "Ahogy egyre több CPU-t adsz a chipen, szükséged van a memória sávszélességére, hogy biztonsági másolatot készítsünk" - mondta Gwennap.

Egy memória-gyorsítótár vagy adatbusz megosztása több mag között többnyire szűk keresztmetszetet hozhat nagymértékben elpazaroltak. "Mire eléred a hat vagy nyolc CPU-t, mindent eltöltenek azzal, hogy beszélgetnek egymással, és nem lépnek előre, hogy bármit elvégezzenek" - mondta.

A bátorság végső soron a fejlesztőkre hárulhat, hardver és szoftver jobb párhuzamos programok készítésére. Számos kódoló nem tud gyorsítani a legújabb fejlesztéseket a hardvertervezésben, mondta Gal-on. Meg kell nyitniuk az adatlapokat, és meg kell vizsgálniuk a chip-architektúrákat, hogy megértsék, hogyan tudják jobban teljesíteni a kódjukat, mondta