麻省理工学院的研究人员开发天富平台优势了一种管理计算机芯片内存的新方法

时间:2021-01-14 13:13 作者:http://zdtnx.com.cn/ 分享到:
关于天富平台

 

麻省理工学院的工程师发现了一种管理计算机芯片内存的新方法,更有效地利用电路空间,并与现有的芯片设计更加一致。天富平台优势
 
一年前,麻省理工学院(MIT)计算机科学与人工智能实验室(Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory)的研究人员推出了一种全新的管理计算机芯片内存的方法,这种方法可以更有效地利用电路空间,因为芯片继续包含越来越多的核心或处理单元。在具有数百个核的芯片中,研究人员的方案可以释放大约15%到25%的片上内存,使计算效率大大提高。
 
然而,他们的方案假定了一种大多数现代芯片实际上无法实现的计算行为。上周,在并行架构和编译技术的国际会议上——也是他们第一次报告他们的方案的会议上——研究人员提出了一个更新版本,它更符合现有的芯片设计,并有一些额外的改进。
 
多核芯片带来的主要挑战是它们并行执行指令,而在传统的计算机程序中,指令是按顺序写的。计算机科学家们不断地研究使计算机程序员更容易并行化的方法。
 
麻省理工学院研究人员计划的最初版本,称为Tardis,强制执行了一个称为序列一致性的标准。假设一个程序的不同部分包含指令ABC和XYZ序列。当程序被并行化时,A、B和C被赋值给核1;X Y和Z到核心2。
 
顺序一致性不强制分配给不同内核的指令的相对执行时间之间存在任何关系。它不保证酷睿2前完成第一个指令- X -核心1移动到第二个- B它甚至不保证酷睿2首次将开始执行指令- X - 1核心之前完成了最后一个C,它保证,在核心1,B和B前C之前将执行;在核心2中,X在Y之前执行,Y在Z之前执行。
 
这篇新论文的第一作者是电气工程与计算机科学专业的研究生余湘瑶。他加入了他的导师和作者早些时候,Srini Devadas,埃德温Sibley韦伯斯特教授在麻省理工学院的电气工程和计算机科学,以及Hongzhe刘阿冈昆地区高中和伊桑邹的列克星敦高中,加入这个项目通过麻省理工学院的项目研究数学、工程和科学(质数)计划。关于天赋平台
 
计划的障碍
 
但是对于读取和写入数据(Tardis等内存管理方案关心的惟一操作类型),大多数现代芯片甚至都不强制执行这个相对适中的约束。例如,英特尔的标准芯片可能会将读/写指令ABC的顺序分配给一个核心,但让它以ACB的顺序执行。
 
放松一致性标准可以让芯片运行得更快。“假设一个核心执行了一个写操作,而下一个指令是一个读,”Yu说。“在顺序一致性下,我必须等待写入完成。如果我在我的缓存(一个核心存储经常使用的数据的小型本地内存库)中找不到数据,我就必须去管理数据所有权的中心位置。”
 
“这可能会占用网络上的大量信息,”他继续说。根据另一个核心是否持有数据,你可能需要联系那个核心。但是下面的内容呢?那条指令就在那里,不能被处理。如果你允许这个重新排序,那么当这个写还未完成的时候,我可以读下一条指令。你可能有很多这样的指令,它们都可以执行。”
 
Tardis比现有的内存管理方案更有效地利用芯片空间,因为它根据“逻辑时间”而不是时间顺序来协调核心的内存操作。使用Tardis,共享内存银行中的每个数据项都有自己的时间戳。每个核心也有一个计数器,有效地为它执行的操作标记时间。没有两个核的计数器需要一致,并且任何给定的核都可以不断地搅动主内存中已经更新的数据,前提是其他核把它的计算当作早前发生的。
 
劳动分工
 
为了使Tardis适应更宽松的一致性标准,Yu和他的合著者简单地给每个核心两个计数器,一个用于读操作,一个用于写操作。如果核心选择在前面的写完成之前执行一个读,它只会给它一个较低的时间戳,而芯片作为一个整体知道如何解释事件序列。
版权所有:http://zdtnx.com.cn 转载请注明出处

成功案例success case