Skip to main content

The world’s first Full-System Simulation tool to revolutionize software programming in autonomous driving, aviation, embedded vision and further highly innovative applications

Article Category

Article available in the folowing languages:

Wirtualny dyrygent pomaga twórcom w orkiestracji najnowocześniejszego sprzętu

Twórcy oprogramowania nieustannie stawiają czoła wyzwaniu dotyczącego optymalizacji algorytmów w taki sposób, by skutecznie wykorzystywać pełnię możliwości współczesnego wyspecjalizowanego sprzętu. Pierwsze w swoim rodzaju narzędzie symulacyjne zapewniające wysoki poziom automatyzacji przyspiesza i optymalizuje ten proces, dzięki czemu stanowi prawdziwy przełom w tym sektorze.

Gospodarka cyfrowa
Transport i mobilność

Przyszłość komputerów zmierza w kierunku stale rosnącej wydajności, połączonej z coraz wyższą energooszczędnością oraz miniaturyzacją. Tego rodzaju nowe technologie będą stanowiły przyczynek do rewolucji w inteligentnych zastosowaniach związanych z obliczeniami brzegowymi, wykorzystywanych na przykład w autonomicznych pojazdach i dronach. Aby jednak umożliwić realizację tego rodzaju założeń, oprogramowanie musi uwzględniać wyspecjalizowany sprzęt, który radykalnie przyspiesza obliczenia i zwiększa ich niezawodność, jednocześnie zmniejszając zapotrzebowanie na pamięć i zużycie energii. Dotychczas było to nie lada wyzwanie dla programistów. Na szczęście sytuacja już wkrótce ulegnie zmianie dzięki pionierskiemu narzędziu SLX, które pozwala na kompleksowe symulowanie systemów, w tym sprzętu oraz oprogramowania. Dzięki wsparciu w ramach finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu FuSy, zespołowi udało się wprowadzić znaczące ulepszenia do rozwiązania, a także zadbać o jego optymalizację i przeprowadzić stosowne testy.

Łatwiejsze wdrażanie przyspieszonych obliczeń

Przyspieszanie obliczeń opiera się na masowym przetwarzaniu równoległym oraz specjalnych akceleratorach – układach, które bardzo wydajnie realizują określone operacje oraz algorytmy. Do tych ostatnich należą między innymi popularne procesory graficzne (GPU) i akceleratory sztucznej inteligencji. Wykonywanie pewnych obliczeń na tych układach pozwala na odciążenie głównego procesora, przyspiesza szybkość obliczeń i poprawia efektywność energetyczną całego systemu. Z kolei adaptacyjne rozwiązania sprzętowe, takie jak programowalne w urządzeniu macierze bramek (FPGA) oraz platformy adaptacyjnej akceleracji obliczeń (ACAP) torują drogę do opracowywania programowalnych akceleratorów sprzętowych i przetwarzania dostosowanego do indywidualnych potrzeb. Dotychczas orkiestracja zróżnicowanych urządzeń opierała się na żmudnym ręcznym programowaniu oraz gotowych symulatorach, co wymagało rozległej wiedzy wysokopoziomowej na temat sprzętu i pochłaniało mnóstwo czasu. Jak twierdzi Raphael Bruns reprezentujący firmę Xilinx (wcześniej Silexica), koordynator projektu FuSy, celem projektu było wsparcie procesu „demokratyzacji” akceleracji obliczeń, co umożliwi twórcom oprogramowania skuteczne programowanie i efektywne wykorzystanie tych zróżnicowanych urządzeń.

Automatyzacja przyspiesza rozwój aplikacji

Celem projektu FuSy było wsparcie rozszerzenia narzędzia symulacyjnego opracowanego przez firmę Silexica o możliwości eksploracji przestrzeni projektowej na docelowych urządzeniach, porady dla użytkowników oraz automatyzację procesów analizy oprogramowania, a także jego optymalizacji i integracji. Procesy, które do tej pory zajmowały wiele miesięcy przy wykorzystaniu najbardziej efektywnych metod, teraz zajmują zaledwie kilka godzin. Bruns oferuje konkretne dowody na potwierdzenie tej tezy: „Rozwiązanie firmy Silexica pozwoliło na uzyskanie wydajności wyższej o 43 % w porównaniu z ręcznie zoptymalizowanym algorytmem zaprojektowanym na potrzeby kryptografii postkwantowej w Narodowym Instytucie Norm i Technologii Stanów Zjednoczonych, skracając czas prac z trzech miesięcy do zaledwie kilku dni”. Co więcej, eksploracja przestrzeni projektowej pozwoliła na dostrzeżenie rozwiązań oferujących niskie opóźnienia przy dużym wykorzystaniu docelowego układu FPGA. Rozwiązanie pozwala użytkownikom na określenie priorytetów między opóźnieniami i wykorzystaniem powierzchni układu.

Przecieranie szlaków w nowym zespole

Zarówno sama firma, jak i opracowane przez nią narzędzie symulacyjne, były doskonale dopasowane do portfolio spółki Xilinx – amerykańskiego pioniera w dziedzinie układów FPGA, programowalnych układów typu SoC oraz platform ACAP i jednego z głównych graczy na tym rynku. Silexica jest obecnie spółką zależną, której rozwiązania programowe wspierają programowanie układów i urządzeń wytwarzanych przez Xilinx. Firma, której siedziba nadal znajduje się w Kolonii, obecnie zatrudnia pracowników, którzy pokierują jej transformacją w kierunku centrum doskonałości zajmującego się kompilatorami, uczeniem maszynowym i sztuczną inteligencją. „Przyspieszamy nasze wysiłki na rzecz demokratyzacji na kolejnych poziomach abstrakcji i automatyzacji. Na świecie już wkrótce wybuchnie prawdziwa rewolucja w zakresie inteligentnych technologii, które zmienią nasze społeczeństwo, gospodarki oraz wszystkie gałęzie przemysłu. Silexica i Xilinx zamierzają budować fundamenty tej rewolucji dzięki rozwiązaniom dla wysokowydajnych i adaptacyjnych platform obliczeniowych następnej generacji”, podsumowuje Bruns.

Słowa kluczowe

FuSy, obliczenia, symulacje, akcelerator, akceleracja obliczeń, FPGA, Silexica, oprogramowanie, sprzęt, ACAP, Xilinx

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania