Hardware substitui software e dobra velocidade de processadores

Pesquisadores da Intel e da Universidade do Estado da Carolina do Norte desenvolveram uma nova forma de acelerar significativamente a comunicação núcleo a núcleo dentro de um processador.
O avanço é baseado no hardware para coordenar a divisão do trabalho entre os núcleos.
Hoje, essa coordenação é feita por um processo em que cada núcleo envia e recebe comandos de software.
Mas o tempo gasto para ler e executar o software reduz o desempenho do processador.
Esse problema tem ficado cada vez mais grave conforme cresce o número de núcleos, pois já existem protótipos de processadores com 1.000 núcleos, o que está fazendo com que esses chips virem verdadeiras mini-internets.


Yipeng Wang e seus colegas desenvolveram uma arquitectura que substitui as instruções de software por um hardware interno dedicado a coordenar a comunicação entre os núcleos, acelerando o processo.
"Esta abordagem, chamada 'estrutura de aceleração da comunicação núcleo a núcleo', melhora o desempenho da comunicação de duas a 12 vezes.
Por outras palavras, os tempos de execução do início ao fim, são duas ou mais vezes mais rápidos" garante o professor Yan Solihin, coordenador da equipa.
A chave para esta nova arquitetura é um dispositivo de gerenciamento de fila (QMD: Queue Management Device) que é montado dentro da própria rede do processador (um chip dentro do chip).
O QMD executa funções computacionais simples mas suficientes para monitorizar de forma eficaz os pedidos de comunicação entre os núcleos sem ter que depender de rotinas de software.


Os pesquisadores também constataram que, como o QMD pode executar instruções básicas, ele pode ser usado para agregar dados de vários núcleos, acelerando algumas funções computacionais em até 15%.
"Estamos agora focados no desenvolvimento de outros dispositivos internos no chip, que possam acelerar outras instruções multi-núcleo," disse Solihin.