Исследователи нашли способ рационально использовать ресурсы векторных вычислений
Увеличить на десятки процентов скорость выполнения алгоритмов некоторых программ удалось ученым ННГУ. По их словам, новые методы повышения производительности вычислений помогут решить многие научные и прикладные задачи. Результаты опубликованы в Lobachevskii Journal of Mathematics.
Микропроцессор – один из ключевых элементов вычислительных систем. Он в значительной степени определяет, с какой скоростью компьютер будет решать те или иные задачи. Микропроцессор выполняет арифметические и логические действия, контролирует общее состояние электронных систем не только в компьютерах и смартфонах, но и в автомобилях и бытовой технике.
В настоящее время существуют два типа архитектур микропроцессоров. Именно архитектура определяет их возможности с точки зрения программиста – обработку данных и инструкций, хранящихся в памяти, занесение их во внутренние регистры и выполнение определенных операций, рассказали ученые Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского.
Так называемый CISC-тип микропроцессоров способен обрабатывать сложные команды из набора микроопераций, которые можно многократно повторять. Такой принцип делает код более компактным, но увеличивает время выполнения команд. RISC-тип же, наоборот, способен быстро выполнять каскад примитивных операций, однако код для таких микропроцессоров занимает большее количество памяти.
Архитектура микропроцессора RISC-V, с которой работают специалисты ННГУ, является открытой и бесплатной. Процессоры на основе этой архитектуры проектируются в США, в Европе, в Китае и в России. На рынке уже сейчас доступны выпускаемые серийно процессоры, пригодные для научных исследований и практического использования.
Специалисты Университета Лобачевского предложили способ рационального использования ресурсов микропроцессоров RISC-V, который позволяет ускорить выполнение некоторых алгоритмов библиотеки OpenCV – основы «компьютерного зрения» для робототехники, медицины, мобильных фотографий и разработки автопилотов.
«Мы нашли способ рационально использовать ресурсы векторных вычислений и ускорить некоторые алгоритмы из библиотеки OpenCV на десятки процентов», – рассказал один из авторов публикации, заведующий кафедрой высокопроизводительных вычислений и системного программирования Института информационных технологий, математики и механики ННГУ Иосиф Мееров.
Он пояснил, что при векторных вычислениях в ходе выполнения одной инструкции микропроцессор параллельно производит одну и ту же операцию над несколькими «порциями» данных, что позволяет значительно ускорить вычисления.
«Используя смартфон, мы ожидаем, что все операции будут выполняться очень быстро, налету, без пауз и зависаний. Между тем задачи, которые мы доверяем мобильным устройствам, становятся все сложнее и сложнее. Поэтому разработчики программного обеспечения стараются писать программы так, чтобы как можно лучше использовать возможности процессора и подсистемы памяти, чтобы те в итоге быстро работали. Есть надежда, что скоро мы можем увидеть RISC-V-процессоры в мобильных и в серверных устройствах», – подчеркнул Мееров.
Работа поддержана программой «Приоритет-2030» российского национального проекта «Наука и университеты».
Текст: РИА Новости
