Consorcio toma medidas para romper barreras de programación multinúcleo

La programación de sistemas multinúcleo puede ser compleja, por lo que un consorcio industrial liderado por Advanced Micro Devices ha dado un paso adelante en su objetivo de eliminar el desarrollo desafíos para que las aplicaciones sean portátiles en dispositivos, arquitecturas y sistemas operativos

Se espera que la Fundación HSA (Arquitectura de sistema heterogéneo) presente una nueva arquitectura de memoria uniforme llamada HUMA que hace que diferentes tipos de memoria en un sistema sean accesibles para todos los procesadores. Al romper las barreras que separan diferentes tipos de memoria, los desarrolladores tienen acceso a un grupo mayor de memoria compartida en la que se puede ejecutar el código.

La especificación es parte del estándar de hardware abierto de HSA para que la ejecución del programa pueda distribuirse fácilmente a los recursos de procesamiento en servidores, PC y dispositivos móviles. El objetivo de HSA es crear una interfaz básica alrededor de las herramientas de programación paralela estándar de la industria para que el código se pueda escribir y compilar una vez para múltiples dispositivos.

Las computadoras y dispositivos móviles de hoy combinan CPU con muchos coprocesadores para acelerar las tareas informáticas. Algunos de los coprocesadores incluyen GPU (unidades de procesamiento de gráficos), DSP (procesadores de señal digital), procesadores de red, FPGA (arreglos de puertas programables de campo) y ASIC especializados (circuitos integrados específicos de la aplicación). Algunas de las computadoras más rápidas del mundo aprovechan la potencia de computación conjunta de GPU y CPU para cálculos matemáticos complejos, mientras que los dispositivos móviles tienen múltiples procesadores gráficos y de seguridad.

El procesamiento eficiente conduce a un mejor rendimiento de teléfonos inteligentes y tabletas, y también a una mayor duración dijo Phil Rogers, miembro corporativo de AMD, durante una conferencia telefónica para analizar la nueva especificación. Se espera que AMD a finales de este año libere procesadores de computadora portátil y de escritorio con el nombre en código Kaveri en los que las CPU y los procesadores gráficos podrán compartir memoria. Los objetivos de la Fundación HSA están estrechamente vinculados a la estrategia de chips de AMD en la que la empresa integra propiedad intelectual de terceros para que los chips se puedan personalizar según las necesidades del cliente. Por ejemplo, AMD está haciendo un chip personalizado para la próxima consola de juegos PlayStation 4 de Sony.

HSA también quiere reducir los costos de desarrollo y reducir la necesidad de recompilar el código en dispositivos o arquitecturas de chips. Algunas de las características de HUMA incluyen la asignación de memoria dinámica y el rápido acceso de la GPU a la memoria del sistema.

"Cada unidad de cálculo … tendrá la misma prioridad y todos podrán ver la misma memoria", dijo Jim McGregor, analista principal de Tirias Research.

HUMA garantiza que cada unidad de hardware tenga acceso a los mismos datos, por lo que no es necesario copiar la información en diferentes tipos de memoria. Las GPU y CPU actuales tienen acceso a diferentes tipos de memoria y caché y la especificación rompería el molde tradicional en el que las CPU asignan memoria para la ejecución del código, pero la información se copia en la memoria GPU para su ejecución por el procesador gráfico.

parte es que está unificando el hardware y también la arquitectura del software. Si está escribiendo en C ++, puede decir que quiero que la GPU lo ejecute ", dijo McGregor.

La especificación también reduce la necesidad de transferir datos entre la memoria, y eso alivia los problemas de cuello de botella, dijo McGregor.

AMD Rogers dijo que la especificación reconoce múltiples interconexiones de almacenamiento y redes, pero no dijo si trataría las unidades de almacenamiento no volátiles que imitan la memoria. Muchas instalaciones de servidor tienen unidades de estado sólido como una forma de caché en la que los datos se copian y almacenan durante un período temporal a medida que se ejecuta una tarea. Facebook ha hecho flotar la idea de usar SSD como reemplazo de DRAM.

Los patrocinadores de HSA Foundation también incluyen ARM, Sony, MediaTek, Qualcomm, Samsung, Texas Instruments, LG Electronics, Imagination Technologies y ST Ericsson. Intel no es miembro de la HSA Foundation y está utilizando sus propios coprocesadores, compiladores y herramientas de programación para acompañar sus chips.

La idea de recursos de memoria compartida también está siendo perseguida por el rival de AMD Nvidia, que no es miembro de la Fundación HSA. El próximo año, Nvidia planea lanzar un procesador de gráficos basado en la arquitectura Maxwell, que unificará la GPU y la memoria de la CPU. Las GPU podrán dirigirse a la memoria de la CPU y viceversa, y las aplicaciones serán más fáciles de escribir con recursos de memoria unificada. Los teléfonos inteligentes y las tabletas podrían obtener memoria unificada con el procesador Tegra 5 con nombre de código Logan de Nvidia, que tendrá un procesador gráfico basado en la arquitectura Maxwell y también admitirá CUDA, que es el conjunto patentado de herramientas de Nvidia para programación paralela.

HUMA compatible con los lenguajes de programación populares, como C, C ++ y Python, y múltiples sistemas operativos, dijo AMD.