Сегодня 21 апреля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Software

Учёные нашли способ удвоить скорость вычислений компьютеров без замены железа

На 56-м ежегодном Международном симпозиуме IEEE/ACM по микроархитектуре исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде (UCR) продемонстрировали подход, при котором любые вычислительные компоненты платформы по-настоящему будут работать одновременно. За счёт этого можно в два раза увеличить скорость вычислений и в два раза сократить потребление энергии. Технология может работать на любых процессорах и ускорителях от смартфонов до серверов ЦОД, но требует доработки.

 Источник изображения: ИИ-генерация DALL-E/newatlas.com

Источник изображения: ИИ-генерация DALL-E/newatlas.com

«Вам не нужно [для ускорения вычислений] добавлять новые процессоры, потому что они у вас уже есть», — сказал Хунг-Вей Ценг (Hung-Wei Tseng), адъюнкт-профессор факультета электротехники и вычислительной техники Калифорнийского университета и соавтор исследования. Необходимо лишь грамотно распорядиться имеющимися аппаратными ресурсами, а не выстраивать их все в очередь.

Разработанная исследователями платформа, которую они назвали одновременной и гетерогенной многопоточностью (SHMT), отходит от традиционных моделей программирования. Вместо того чтобы предоставлять за один промежуток времени данные лишь одному из вычислительных компонентов системы — центральному, графическому, тензорному или другому процессору или ускорителю, технология SHMT распараллеливает исполнение кода сразу по всем компонентам одновременно.

 Тестовая платформа. Источник изображения: Hsu and Tseng

Тестовая платформа. Источник изображения: Hsu and Tseng

SHMT использует политику планирования многопоточности с учетом такого параметра, как quality-aware work-stealing (QAWS), которая не требует больших затрат ресурсов, но зато помогает поддерживать контроль качества и баланс рабочей нагрузки. Система исполнения создаёт и делит набор виртуальных операций (vOPS) на одну или несколько высокоуровневых операций (HLOPs) для одновременного использования нескольких аппаратных ресурсов. Затем система исполнения SHMT распределяет эти HLOPS по очередям задач для запуска на целевом оборудовании. Поскольку HLOPS не зависят от оборудования, система исполнения может перенаправлять задачи по мере необходимости на тот или иной компонент вычислительной платформы.

 Сравненние методов распараллеливания обычного, совреемнного гетерогенного и SHMT

Сравнение методов распараллеливания обычного, современного гетерогенного и SHMT

Что особенно ценно, исследователи на примере созданной ими тестовой платформы показали эффективность работы новых программных библиотек. Они создали некий гибрид, который можно считать как смартфоном, так и подобием ПК и даже сервера. На базе объединяющей платы с разъёмом PCIe был создан «компьютер» из комбинации модуля NVIDIA Nano Jetson с четырёхъядерным процессором ARM Cortex-A57 (CPU) и 128 графическими ядрами архитектуры Maxwell (GPU). Через слот M.2 Key E на плате был подключен ускоритель Google Edge (TPU).

 Ускорение вычислений SHMT в зависимости от выбранной политики

Ускорение вычислений SHMT в зависимости от выбранной политики

Основная память представленной системы — это 4 Гбайт LPDDR4 с частотой 1600 МГц и скоростью 25,6 Гбит/с, где хранятся общие данные. Модуль Edge TPU дополнительно содержит 8 Мбайт памяти, а в качестве операционной системы использовался Ubuntu Linux 18.04.

 Сравнение потребления в активном режиме и при простое при обычных вычислениях и с использованием SHMT

Сравнение потребления в активном режиме и при простое при обычных вычислениях и с использованием SHMT

Запуск на импровизированной гетерогенной платформе пакета SHMT с использованием стандартных приложений для тестирования показал, что при наиболее эффективной политике фреймворк QAWS показывает увеличение скорости вычислений в 1,95 раза и значительное сокращение потребления — на 51 % по сравнению с базовым методом распределения вычислений. Если масштабировать этот подход для использования в составе ЦОД, то выигрыш обещает оказаться колоссальным и при этом всё «железо» останется прежним — менять ничего не придётся. Предложенное решение пока не готово к внедрению, но наверняка без труда найдёт заинтересованных в этом лиц.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
OpenAI заподозрили в манипуляциях с тестами мощной ИИ-модели o3 55 мин.
Cyberpunk 2077 стала первой подтверждённой игрой для Switch 2 с поддержкой DLSS, но есть нюанс 57 мин.
Олдскульная стратегия Tempest Rising в духе Command & Conquer из-за ошибки вышла на неделю раньше запланированного — издатель смирился с этим 2 ч.
Европейский регулятор случайно раскрыл планы Ubisoft на Assassin’s Creed Shadows для Nintendo Switch 2 3 ч.
Российские пираты предпочитают доменную зону .RU остальным 4 ч.
«Киберпротект» представил новую версию системы резервного копирования Кибер Бэкап 17.3 4 ч.
Создатели ремастера Days Gone рассказали о режимах производительности на PS5 и графических улучшениях 5 ч.
Meta уже несколько лет пытается вернуть Facebook культурную ценность 16 ч.
Новая статья: Blue Prince — особняк желаний. Рецензия 20-04 00:05
Новая статья: Gamesblender № 722: народные GeForce 50, подорожание консолей и ролевая свобода в The Outer Worlds 2 19-04 23:32
Doogee покажет на московской выставке «Связь-2025» новые смартфоны, планшеты и смарт-часы с поддержкой ИИ 13 мин.
CATL представила натрий-ионные аккумуляторы, которые не теряют заряд на морозе 15 мин.
Oukitel покажет на выставке «Связь-2025» защищённые смартфоны WP200 Pro, WP100 Titan и другие новинки 17 мин.
Fujitsu, Supermicro и Nidec сообща повысят энергоэффективность ИИ ЦОД 43 мин.
Atto представила сетевые адаптеры Celerity FC-644E с четырьмя портами FC64G и FastFrame N424 с четырьмя портами 25GbE 2 ч.
CoolIT представила 2-МВт блок распределения охлаждающей жидкости CHx2000 для ИИ и HPC ЦОД 2 ч.
Тайванцы предложили топить батареи электромобилей для лучшего охлаждения и ускорения зарядки 4 ч.
Представлен модуль Banana Pi BPI-CM6 — аналог Raspberry Pi CM4 на базе RISC-V 5 ч.
Представлен LG Smart Monitor Swing — смарт-монитор на колёсиках и webOS 5 ч.
Американское предприятие TSMC принесло компании в прошлом году $440 млн убытков 5 ч.