Аппаратное ускорение связи между ядрами на чипе

Исследователи из Государственного университета Северной Каролины и корпорации Intel разработали новый способ значительно ускорить связь между ядрами на чипе. Их успех опирается на аппаратные средства для координации работы между ядрами для мультипроцессорных операций.

Многие компьютерные функции требуют несколько процессоров или ядер, которые координируются для совместной работы. В настоящее время эта координация достигается путем передачи и приема команд программного обеспечения между ядрами. Но это требует от ядер читать и выполнять программные команды, что занимает много времени.

В настоящее время исследователи разработали конструкцию чипа, которая заменяет программные инструкции встроенными аппаратными средствами, координирующими обмен данными между ядрами, что ускоряет процесс.

«Такой подход, называемый ускорение связи ядро-ядро (core-to-core communication acceleration framework - CAF), улучшает скорость обмена командами от 2 до 12 раз, - говорит Ян Солихин (Yan Solihin), профессор электротехники и вычислительной техники и соавтор статьи. - Другими словами, время выполнения – от начала до конца – в два и более раза быстрее».

Ключ к конструкции CAF – устройство управления очередью (QMD). Это небольшое устройство, подключенное к сети процессора на чипе. QMD способно выполнять простые вычислительные функции и эффективно отслеживает запросы связи между ядрами без необходимости полагаться на программное обеспечение.

Исследователи также обнаружили, что так как QMD может выполнять базовые вычисления, то оно может быть использовано для сбора данных от нескольких ядер, ускоряя некоторые основные вычислительные функции на целых 15%.

«Сейчас мы рассматриваем разработку других устройств на чипе, которые могли бы еще больше ускорить многоядерные вычисления», - сказал Солихин.