Сегодня 30 июня 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → гетерогенные вычисления

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.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
The Blood of Dawnwalker, Code Vein 2 и многие другие: анонсирована игровая презентация Bandai Namco Summer Showcase 2025 42 мин.
Комиссионный хаос: Apple изменила правила App Store для ЕС так, что теперь их никто не понимает 2 ч.
«Это был ошибочный выбор»: авторы The Alters подтвердили, что в игру попал ИИ-контент, и объяснили, как так получилось 2 ч.
AMD выпустила драйвер с поддержкой FSR 4 для Monster Hunter Wilds и GTA V Enhanced 3 ч.
Календарь релизов — 1–6 июля: Mecha Break, Dying Light Retouched и девятый сезон Diablo IV 3 ч.
Avanpost: в корпоративном сегменте по-прежнему большей частью полагаются на обычные пароли и LDAP 3 ч.
Надёжный инсайдер раскрыл, когда ждать анонс и релиз следующей Ghost Recon 4 ч.
Rockstar готовится к старту рекламной кампании GTA VI — студии понадобились специалисты по локализации, в том числе русской 5 ч.
Миллионы наушников можно превратить в подслушивающие устройства из-за уязвимости в чипе Bluetooth 5 ч.
«Революционные» технологии, истоки проекта и поддержка после релиза: новые подробности ролевого MMO-шутера The Cube во вселенной Atomic Heart 6 ч.
ИИ создаст спрос на передовые чипы: выпуск 7-нм и более тонких полупроводников вырастет на 69 % к 2028 году 31 мин.
Google подключит серверы к термоядерному реактору Commonwealth Fusion Systems 58 мин.
В деревню, в глушь, на север: московский регион страдает от дефицита мощностей ЦОД, но скоро операторы могут уйти в провинцию 2 ч.
Смартфоны Google Pixel 10 Pro и Pixel 10 Pro XL полностью рассекречены задолго до анонса 3 ч.
DJI выпустила грузовой дрон FlyCart 100 с грузоподъёмностью до 80 кг и передовыми системами безопасности 3 ч.
Дубай стал на шаг ближе к запуску аэротакси — Joby Aviation доставила первый серийный электролёт в ОАЭ 6 ч.
SpaceX запустила британский спутник для производства полупроводников прямо на орбите Земли 7 ч.
Слухи: Apple выпустит недорогой MacBook с чипом от iPhone 7 ч.
Б/у автоаккумуляторы запитали ИИ ЦОД с 2 тыс. ускорителей 8 ч.
Anker отзовёт ещё несколько миллионов пауэрбанков с потенциально пожароопасными элементами 9 ч.