Skip to main content

Article Category

Nachrichten

Article available in the folowing languages:

Computerleistung im Schongang

Multicore-Technologie, bei der zwei oder mehr Prozessoren auf einem einzelnen Siliziumchip vereint werden, ermöglicht Computern, verschiedene Aufgaben gleichzeitig auszuführen, und verbessert so dessen Leistung. Um diese verbesserte Rechenleistung voll auszunutzen, müssen Prog...

Multicore-Technologie, bei der zwei oder mehr Prozessoren auf einem einzelnen Siliziumchip vereint werden, ermöglicht Computern, verschiedene Aufgaben gleichzeitig auszuführen, und verbessert so dessen Leistung. Um diese verbesserte Rechenleistung voll auszunutzen, müssen Programme geschrieben werden, die an die Multicore-Technologie speziell angepasst sind. Mit einer Förderung von 4 Millionen Euro durch die Europäische Kommission soll im Rahmen des Projekts VELOX ("An integrated approach to transactional memory on multi-core computers") solche Software entwickelt werden. Die Projektpartner gehen davon aus, dass einfache Laptops mithilfe ihrer Software in Supercomputer verwandelt werden können. Computer sind Teil unseres Alltags. Um mit der Nachfrage nach Geschwindigkeit mitzuhalten, suchen Computerhersteller auf der ganzen Welt nach Möglichkeiten zur Verbesserung der Rechnerleistung. Eine dieser Entwicklungen ist die Multicore-Technologie, bei der mehrere Prozessoren gleichzeitig verschiedene Aufgaben ausführen. Einfach ausgedrückt ist es so, als ob man dem Motor weitere Kolben hinzufügt und so aus einem Zweizylinder einen Vierzylinder macht. Aber schnellere Motoren im Computer führen nicht automatisch zu ebenso schnelleren Ergebnissen. Eine Steigerung des Leistungsausgangs kommt nur dann zustande, wenn die neuen Zylinder auch eingesetzt werden. Obwohl ein Computer durch das Hinzufügen weiterer Kerne (cores) eine bessere Leistung erbringen könnte, arbeitet das System weiterhin mit der Annahme, dass es beispielsweise nur über zwei Kerne verfügt, und lässt die zusätzlichen Kerne ungenutzt. Um die zusätzliche Rechenleistung ausnutzen zu können, müssen Programmierer jedem einzelnen Kern, der parallel zu den anderen Kernen arbeitet, Anweisungen geben. In Systemen mit einem Kern wird der Softwarecode grundsätzlich sequenziell verarbeitet, wobei eine Aufgabe nach der anderen ausgeführt wird. Bei Multicore-Systemen werden diese Aufgaben aber unter den Kernen aufgeteilt. Wenn unterschiedliche Aufgaben auf Daten aus dem gleichen Speicherbereich zugreifen müssen, kann es manchmal vorkommen, dass sie nicht entsprechend synchronisiert sind. Dies führt zu korrupten Daten und bringt das System zum Absturz. Für einen reibungslosen Ablauf des parallelen Programmierens ist daher eine koordinierte und geregelte Methode für den Zugriff auf gemeinsame Daten notwendig. Bis heute wurde ein "feingliedriges Sperrsystem", das kleine Code- oder Datenmengen schützt, als Koordinationsmethode von Multicore-Programmierern bevorzugt, weil es in der Lage ist, mit simultanen Aufgaben umzugehen. Allerdings glaubt man auch, dass durch dieses Sperren der Code komplizierter und schwerer zu pflegen und zu reparieren ist. Als Alternative will das VELOX-Projekt ein Transaktionsspeicher (TM)-Software-Programmiersystem entwickeln. Dieses System, das Sequenzen aus simultanen Operationen in winzig kleinen Transaktionen vereint, verspricht eine erhebliche Reduzierung sowohl des Programmierens als auch der Verifikation, indem es Teile des Codes als sequenziell erscheinen lässt, ohne feingliedrige Sperren programmieren zu müssen. Transaktionen befreien den Programmierer von der Last, die Interaktion zwischen simultanen Operationen begreifen zu müssen, die beim Zugriff auf den selben Speicherbereich in Konflikt geraten. "Dank der sich ergänzenden Fähigkeiten seiner Partner wird [das Projekt] den Weg für wichtige europäische Forscher ebnen, damit diese wesentliche Beiträge zur fortschreitenden Revolution bei der Vereinfachung des parallelen Programmierens für den Massenmarkt leisten können", sagte Osman Unsal vom Barcelona Supercomputing Center (BSC), der Leiter des VELOX-Projekts. "Das VELOX-Projekt kann wesentlich dazu beitragen, die Supercomputing-Anwendungen von heute auf den Laptops der nahen Zukunft funktionsfähig zu machen, glaubt Mateo Valero, Direktor des BSC. Das Projekt wird vom BSC koordiniert und führt neun unterschiedliche Partner zusammen, darunter auch Spitzenforschungs- und Systemintegrationsorganisationen. Dazu gehören die akademischen Einrichtungen der Universität von Neuchâtel, der Technischen Universität Dresden, des schweizerischen Eidgenössischen Technologieinstituts in Lausanne, der Universität Tel Aviv, der Technischen Hochschule Chalmers in Göteborg sowie führende Integratoren aus der IT-Industrie wie AMD, Red Hat und VirtualLogix SAS.

Verwandte Artikel