مترجم: احسان طریقت
در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی دو روش جدید برای کمک به افزایش کارآیی تراشههای چندهستهای کامپیوترها ابداع شده است. این کار که با صدور مجوز بازیابی موثرتر دادهها برای تراشههای چندهستهای صورت میگیرد، کارآیی تراشهها را بین 10 تا 40 درصد افزایش میدهد.
برای انجام این کار، روش جدید و ابداعی به تراشههای چندهستهای اجازه میدهد که کارآیی خود را در دو حوزه بهینه سازند: تخصیص پهنای باند و پیشواکشی (Pre-fetch) دادهها.
هدف از طراحی تراشههای چندهستهای، چیزی جز افزایش سرعت کامپیوترها نیست. هر هسته بر روی تراشه دارای واحد پردازش مرکزی یا به عبارتی مغز کامپیوتر مخصوص به خودش است. با این حال مواردی وجود دارد که میتواند باعث کند شدن سرعت شود. برای مثال، هر هسته باید قادر به بازیابی دادههای موجود در حافظهای باشد که بر روی خود تراشه قرار نگرفته است. در این جا محدودیت پهنای باند به وجود میآید. از آن جایی که تراشهها و هستهها بیشتر و بیشتر در حال مجتمع شدن هستند، کاهش پهنای باند مورد نیاز میتواند باعث افت سرعت و عملکرد سیستم شود.
یکی از راههای تسریع عملکرد سیستم، پیشواکشی است. هر تراشه به حافظهای کوچک با نام حافظه پنهان (Cache) مجهز است. در پیشواکشی، حافظه پنهان با گمانهزنی داده مورد نیاز هسته را از حافظه اصلی واکشی میکند، تا داده مذکور در زمان نیاز بهسرعت قابل دسترسی باشد. در حالت ایدهآل، این کار باعث افزایش کارآیی هستهها میشود. اما اگر این گمانهزنی درست و دقیق نباشد واکشی انجام شده کاملا بیهوده بوده و تنها با اتلاف پهنای باند، کاهش کارآیی کلی تراشه را به همراه داشته است.
دکتر یان سولیهین (Dr. Yan Solihin)، استاد مهندسی الکترونیک وکامپیوتر از دانشگاه کارولینای شمالی و یکی از نویسندگان مقالهای که به توصیف این مورد میپردازد، میگوید: «روشی که ما به آن دست پیدا کردهایم، مشخص میکند چه میزان پهنای باند باید به هر هسته تخصیص داده شود.» نیاز برخی هستهها به دادهها بیشتر از سایر هستهها است که این خود مشخص میکند این تراشه نیازمند پهنای باند بیشتری است.
وی چنین ادامه میدهد: «با توزیع مناسب پهنای باند میتوانیم به هدف اصلی، یعنی همان ‹کارآیی بیشتر› دست پیدا کنیم. روش دوم مبتنی بر مجموعه معیارهایی است که ما آنها را برای مشخص شدن زمان پیشواکشی ایجاد کردهایم. زمان پیشواکشی میتواند باعث کندتر شدن سرعت عملیات شود.»
این معیارها همچنین از دادههای استفاده شده درون شمارنده هر تراشه بهره میگیرد. معیارهای پیشواکشی به سازندگان تراشهها امکان تولید محصولات بهتری را میدهد؛ چرا که هر هسته میتواند به طور مجزا پیشواکشی را فعال یا غیرفعال کند.
استفاده از هر دو روش مذکور، محققان را قادر میکند تا کارآیی تراشههای چندهستهای را تا 40 درصد افزایش دهند. این افزایش کارآیی در مقام مقایسه با تراشههایی است که از پیشواکشی داده استفاده نمیکنند و همچنین 10 درصد بیشتر از تراشههایی هستند که همواره عملیات پیشواکشی را انجام میدهند.
مقاله «مطالعه اثرات پیشواکشی سختافزاری و پهنای باند بخشبندی شده در تراشههای چندپردازندهای» در تاریخ 9 ژوئن در کنفرانس بینالمللی اندازهگیری و مدلسازی سیستمهای کامپیوتری در سن خوزه کالیفرنیا ارایه شد. این مقاله با کمک دکتر فانگ لیو (Dr. Fang Liu)، دانشجوی اسبق دکترا از دانشگاه کارولینای شمالی، ارایه شده است. بخشی از این پژوهش نیز از سوی بنیاد ملی علوم ایالات متحده حمایت شده است.
| < قبلی | بعدی > |
|---|