Durante el 56º Simposio Internacional Anual IEEE/ACM sobre Microarquitectura, investigadores de la Universidad de California, Riverside (UCR) demostraron una técnica donde duplican la velocidad de los cálculos y reducen a la mitad el consumo de energía. Aunque la tecnología puede ser implementada en una amplia gama de procesadores, desde teléfonos inteligentes hasta servidores de centros de datos, aún requiere un mayor desarrollo.
«No es necesario agregar nuevos procesadores para acelerar la computación, porque ya los tienes», dijo Hung-Wei Tseng, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de California y coautor del estudio. Sólo se necesita administrar sabiamente los recursos de hardware disponibles.
La plataforma que desarrollaron los investigadores, a la que denominaron multiproceso simultáneo y heterogéneo (SHMT), rompe con los modelos de programación tradicionales. En lugar de proporcionar datos a la vez a solo uno de los componentes informáticos del sistema (la CPU, la GPU u otro hardware), la tecnología SHMT paraleliza la ejecución del código en todos los componentes simultáneamente.
El doble de rendimiento con el mismo Hardware
SHMT emplea una política de programación de robo de trabajo consciente de la calidad (QAWS) que, aunque requiere pocos recursos, contribuye a mantener el control de calidad y el equilibrio de la carga de trabajo. El sistema de ejecución crea y divide un conjunto de operaciones virtuales (vOPS) en una o más operaciones de alto nivel (HLOP) para utilizar múltiples recursos de hardware simultáneamente. Luego, el sistema de ejecución SHMT distribuye estos HLOPS a colas de tareas para que se ejecuten en el hardware de destino. Debido a que los HLOPS son independientes del hardware, el sistema de ejecución puede redirigir tareas según sea necesario a uno u otro componente de la plataforma informática.
Lo que es especialmente valioso es que los investigadores, utilizando el ejemplo de la plataforma de prueba que crearon, demostraron la eficacia de las nuevas bibliotecas de software. Crearon una especie de híbrido que puede considerarse tanto un teléfono inteligente como una especie de PC e incluso un servidor. Basado en un módulo NVIDIA Nano Jetson con un procesador ARM Cortex-A57 de cuatro núcleos y 128 núcleos gráficos de arquitectura Maxwell.
La memoria principal del sistema presentado es LPDDR4 de 4 GB con una frecuencia de 1600 MHz y una velocidad de 25,6 Gbps, donde se almacenan los datos generales. Un módulo Google Edge TPU contiene además 8 MB de memoria y como sistema operativo se utilizó Ubuntu Linux 18.04.
El doble de Rendimiento
La ejecución del paquete SHMT en una plataforma heterogénea improvisada utilizando aplicaciones de prueba estándar mostró que era 1,95 veces más rápido en la velocidad de cálculo con una reducción significativa en el consumo, un 51% menos en comparación con el método de distribución de cálculo básico. Si se escala este enfoque para su uso como parte de un centro de datos, las ganancias prometen ser enormes y, al mismo tiempo, el hardware seguirá siendo el mismo, no será necesario cambiar nada. La solución propuesta aún no está lista para su implementación, pero seguramente encontrará fácilmente personas interesadas en ella.
Fuente: Newatlas
