麻省理工学院的研究人员开发了一种管理计算机芯片内存的新方法 2016-12-17 03:01:09

$888.88
所属分类 :基金

麻省理工学院的工程师们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芯片设计更加一致一年前,麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室的研究人员揭示了一种全新的内存管理方式

计算机芯片,一个将使用的电路空间更有效地作为芯片继续包括越来越多的内核,或处理单元在芯片与数百个核心的,研究人员的方案可以某处释放15和片上存储器的25%之间实现更高效的计算然而,他们的方案假设某种类型的计算行为,大多数现代芯片实际上并没有实施上周,在国际并行架构和编译技术会议上 - 他们首次报告的同一会议他们的计划 - 研究人员提出了一个与现有芯片更加一致的更新版本标志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,指令是按顺序编写的

计算机科学家们正在不断研究如何使计算机程序员更容易实现并行化

麻省理工学院研究人员的方案,称为Tardis,强制执行称为顺序一致性的标准假设程序的不同部分包含指令序列ABC和XYZ当程序并行化时,A,B和C被分配给核心1; X,Y和Z到核心2顺序一致性不强制分配给不同核心的指令的相对执行时间之间的任何关系它不保证核心2将在核心1移动到其上之前完成其第一条指令 - X second-B它甚至不保证核心2将在核心1完成其最后一条指令之前开始执行它的第一条指令 - X - 它保证在核心1上,A将在C之前执行,而B之前执行;在核心2上,X将在Z之前的Y和Y之前执行

新论文的第一作者是Yugyao Yu,电气工程和计算机科学的研究生

他的论文顾问和早期论文的共同作者加入了他, Srini Devadas,麻省理工学院电气工程和计算机科学系的Edwin Sibley Webster教授,以及Algonquin地区高中的Hongzhe Liu和Lexington高中的Ethan Zou,他们通过麻省理工学院的数学,工程和科学研究项目加入了该项目(PRIMES)计划计划无序但是在读取和写入数据方面 - 像Tardis这样的内存管理方案所关注的唯一类型的操作 - 大多数现代芯片甚至不执行这种相对适度的约束英特尔的标准芯片可能例如,将读/写指令序列ABC分配给核心,但让它按顺序执行ACB松弛一致性标准允许芯片到r联合国更快“比方说,一个核心执行写操作,以及下一个指令是读,”玉说:“在顺序一致性,我必须等待写入完成

如果我不觉得我的缓存[数据其中一个核心存储频繁使用的数据],我必须去管理数据的所有权”的中心位置在小的本地存储银行‘这会占用大量网络上的消息,’他继续说道“而且取决于是否另一个核心是持有数据,你可能需要联系那个核心但是下面的内容如何阅读呢

该指令就在那里,它无法处理如果你允许这个重新排序,那么当这个写入非常出色时,我可以阅读下一条指令你可能有很多这样的指令,所有这些指令都可以执行“Tardis使用芯片空间比现有的内存管理方案更有效,因为它根据“逻辑时间”而不是按时间顺序协调内核的内存操作使用Tardis,共享内存库中的每个数据项都有自己的时间戳每个内核还有一个有效的计数器时间戳它执行任何两个核心柜台需要同意,并且任何给定的核心可以继续搅动远在此后已在主内存中的数据更新操作,前提是其他核心处理其计算作为较早具有时间发生 分工为了使Tardis能够适应更宽松的一致性标准,Yu和他的共同作者只给每个核心两个计数器,一个用于读取操作,一个用于写入操作如果核心选择在前一次写入完成之前执行读取,它简单地给它一个较低的时间戳,整个芯片知道如何解释事件的顺序不同的芯片制造商有不同的一致性规则,并且大部分新论文描述了如何协调计数器,无论是在单个核心内还是在核心,以执行这些规则“因为我们有时间戳,这使得支持不同的一致性模型非常容易,”Yu说“传统上,当你没有时间戳时,你需要争论哪个事件首先发生在物理时间,这有点棘手“”新工作很重要,因为它与当前英特尔芯片中最流行的宽松一致性模型直接相关,“La说

Rry Rudolph是Two Sigma的副总裁兼高级研究员,这是一家利用人工智能和分布式计算技术设计交易策略的对冲基金“Sun Microsystems和其他公司探索过很多很多不同的一致性模型,其中大部分都是现在已经破产了现在所有的英特尔因此匹配当前英特尔芯片流行的一致性模型非常重要“作为一个与广泛的分布式计算系统合作的人,鲁道夫认为Tardis最大的吸引力在于它提供统一的在核心级别,在计算机网络级别以及在“今天,我们在微处理器中进行缓存,我们有DRAM [动态随机存取存储器]模型”之间的级别来管理内存的框架,然后我们有存储曾经是磁盘驱动器,“他说”因此,在进行缓存访问和DRAM访问所需的时间之间可能有100倍,然后是因子1 0,000或更多到达磁盘随着闪存[内存]和新的非易失性RAM出现,将会有一个更好的层次结构真正令人兴奋的是,Tardis可能是一个跨越处理器,存储和分布式文件系统“论文(PDF):Tardis 20:宽松一致性模型的优化时间旅行一致性来源:Larry Hardesty,麻省理工学院新闻