Microsoft a Barcelona Supercomputing Center spolupracují na výzkumu paralelních výpočtů


Autor: Michal Kvasnička, HPC divize Sprinx Systems a.s.

V pátek 18. ledna 2008 přinesly společnosti Microsoft a Barcelona Supercomputing Center informaci o zřízení společného výzkumného střediska, v němž spojí své síly pro výzkum paralelních výpočtů. Nově založený BSC-Microsoft Research Centre se nachází v Barceloně a jeho primárním předmětem zájmu má být design vícejádrových čipů pro mobilní a domácí segment a jejich interakce se softwarovými aplikacemi.

Z pohledu společnosti Microsoft se jedná o pochopitelný krok - připravuje se tím na vývoj softwaru, který dokáže využít veškerý potenciál vícejádrových čipů. V současnosti téměř není softwarové společnosti, která by vyvíjela software optimalizovaný pro více jader, přestože vícejádrové čipy na spotřebitelském trhu již pár let existují a jsou cenově dostupné i domácnostem. Takřka jedinou příležitostí k plnohodnotnému využití těchto čipů jsou multitasking procesy, což znamená, že uživatel provozuje několik aplikací zároveň, z nichž každá si přivlastní jiné jádro. Bohužel k takovým případům dochází, zvláště mezi domácími uživateli, velmi zřídka a se vzrůstajícími nároky softwarových aplikací vzniká potřeba, aby každá sama o sobě dokázala využít veškerý dostupný výkon. Aby toho mohlo být v praxi dosaženo, je zapotřebí vývoj softwaru a hardwaru integrovat. A to si také uvědomili lidé ze společnosti Microsoft a BSC.

Specialisté BSC pro oblast výpočetní architektury budou v nově vzniklém BSC-Microsoft Research Centre spolupracovat s výzkumnými pracovníky z Microsoft Research Cambridge (MSRC) ve Velké Británii. V rámci této spolupráce budou společně hledat nové příležitosti a výzvy v oblasti masivně paralelní architektury a možnosti jejich využití ve prospěch výkonu v softwarových aplikacích. Vizí obou společností je vytvořit výpočetní architekturu, v níž požadavky softwarových aplikací jsou určujícím faktorem pro vznik inovací v hardwaru - což je převrácený stav dnešní situace, kdy výrobci hardwaru si sami vymýšlí a implementují prvky, které se softwaroví vývojáři následně učí reálně využívat. Nad rámec transakčních pamětí, což je technologie usnadňující programování paralelních aplikací pro vícejádrové procesory, bude součástí základního výzkumu v tomto projektu taktéž hardwarová podpora pro řízené prostředí runtime.

Oficiální inaugurací projektu na tiskové konferenci v Barceloně provázeli: Josep Huguet, ministr pro inovace autonomní katalánské vlády; Prof. Antoni Giró, rektor Technické univerzity v Katalánii, Prof. Mateo Valero, ředitel BSC; Dr. Andrew Herbert, ředitel Microsoft Research Laboratory v Cambridge; Tony Hey, viceprezident pro externí výzkum v Microsoft Research; a Rosa Garcia, prezident španělské pobočky společnosti Microsoft.

„Zřízením společného výzkumného střediska v Barceloně, dva roky od podepsání prvotní dohody, opětovně stvrzujeme svůj výzkumný závazek, stejně jako úspěšnost dosavadní spolupráce specialistů divize Computer Architecture ze společnosti BSC a výzkumných pracovníků z Microsoft Research. Aby bylo možné optimalizovat design a interakci vícejádrových čipů se softwarovými aplikacemi, je nutné začít u paralelního programování. A to je výzva, kterou abychom úspěšně zvládli, musíme vytvořit tým sloučený z expertů na výpočetní architekturu a programovací jazyky,“ vysvětluje Mateo Valero, ředitel společnosti BSC.

„Spolupracovat s Barcelona Supercomputing Center na budování tohoto nového výzkumného projektu je pro nás ctí,“ dodává Tony Hey, korporátní viceprezident pro externí výzkum v Microsoft Research. „Spolupráce jako je tato nám pomůže dosáhnout našich cílů v podpoře globální výzkumné komunity a zároveň pomůže výzkumným a vědeckým pracovníkům vyřešit ty nejobtížnější a současně nejdůležitější globální společenské a technologické výzvy. Microsoft Research má již bohaté dosavadní zkušenosti ve spolupráci s veřejnými výzkumnými centry a akademickými instituty směřující k podpoře technologického pokroku. BSC-Microsoft Research Centre je zatím posledním naším krokem v tomto směru, který kombinuje veškeré naše stávající poznatky z různých technických oblastí za účelem vytvoření platformy pro psaní plnohodnotného softwaru pro vícejádrové procesory.“

„V Microsoftu jsme se zavázali budovat a vstupovat do partnerských vztahů mezi obchodními společnostmi, výzkumnými centry, vzdělávacími institucemi a vládními úřady, a to jednak s cílem podporovat šíření Knowledge Society napříč celou Evropou a jednak posílit úroveň Španělska v oblasti výzkumu a inovací, o což se zasloužilo zvýšením investic a intenzity komerční spolupráce v této oblasti,“ dodal Rosa García, prezident regionální pobočky Microsoftu ve Španělsku.

Co k tomu dodat? Od té doby, co se vývoj procesorů začal ubírat cestou geometrického násobení počtu výpočetních jader, je jasné, že pokud by se softwarový segment tomuto trendu nepřizpůsobil a i nadále se vyvíjel software navržený pro jedno jádro, došlo by dříve či později k situaci, kdy k softwaru není dostupná adekvátní výpočetní síla, nebo naopak, že vývojáři se musí při tvorbě softwaru omezovat na výpočetní schopnosti jednoho jádra v procesoru, které se dnes samo o sobě vyvíjí mnohem pomaleji, než tomu bylo například před 10 lety. Důvodem je nemožnost dalšího zvyšování pracovních frekvencí, které nad určitou hranicí (cca 4 GHz) způsobují, že s každým dalším MHz dochází k exponenciálnímu růstu vyprodukovaného tepla. Jinými slovy, pokud bychom pracovní takt běžného čipu zvýšili například ze 4 GHz na 5 GHz, přírůstek výkonu by byl jen něco okolo 15-20 %, zatímco chlazení by muselo být nejméně desetinásobně účinnější (při zachování stejného typu a velikosti tranzistoru). Možná řešení vzniklé situace jsou tedy dvě - buď výrobci vymyslí nové typy tranzistorů schopných pracovat na vysokých kmitočtech při nízkých teplotách (na něčem takovém se již pracuje, zatím je to však ve fázi sci-fi), anebo se práce bude dělit mezi více čipů zároveň. Výrobci se rozhodli jít cestou nejmenšího odporu a zvolili druhou možnost. Nevýhodou je fakt, že tentokrát neleží veškerá zodpovědnost pouze na nich samotných, ale rovněž na vývojářích softwarových aplikací.

Zdroj: http://www.bsc.es/

Comments (0)

Skip to main content