समांतरता को मास गोद लेने के लिए हत्यारा आवेदन की आवश्यकता है

माइक्रोप्रोसेसरों के लिए कई कोरों के अतिरिक्त ने समानांतर प्रोग्रामिंग के लिए एक महत्वपूर्ण अवसर बनाया है, लेकिन अवधारणा को मुख्यधारा में धक्का देने के लिए एक हत्यारा आवेदन की आवश्यकता है, शोधकर्ताओं ने हॉट चिप्स सम्मेलन में एक पैनल चर्चा के दौरान कहा।

अधिकांश सॉफ्टवेयर आज भी अनुक्रमिक निष्पादन के लिए लिखे जा रहे हैं और प्रोग्रामिंग मॉडल को तेजी से हार्डवेयर और चिप्स पर कोर की बढ़ती संख्या का लाभ उठाने के लिए बदलने की जरूरत है, पैनलिस्टों ने कहा। प्रोग्रामर को इस तरह से कोड लिखने की आवश्यकता होती है जो कार्यों को विभाजित करने और कई कोरों और धागे में एक साथ निष्पादित करने में सक्षम बनाता है।

कंप्यूटर और डेविड पैटरसन ने कहा, "फास्ट मशीनों और बेहतर प्रोग्रामिंग भाषाओं के निर्माण में बहुत ध्यान और पैसा चला गया है। सोमवार को स्टैनफोर्ड में सम्मेलन में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में विज्ञान के प्रोफेसर। समानांतर में डेस्कटॉप प्रोग्राम लिखने के लिए तुलनात्मक रूप से थोड़ा ध्यान दिया गया है, लेकिन गेमिंग और संगीत जैसे एप्लिकेशन इसे बदल सकते हैं। ऐसे कार्यक्रमों के उपयोगकर्ता सर्वश्रेष्ठ वास्तविक समय प्रदर्शन की मांग करते हैं, इसलिए प्रोग्रामर को ऐसे मॉडलों को अपनाना पड़ सकता है जो एकाधिक धागे और कोर पर कार्यों को तोड़ देते हैं।

उदाहरण के लिए, समांतरता के उपन्यास रूप पीसी पर खेले गए संगीत की गुणवत्ता में सुधार ला सकते हैं और स्मार्टफोन, पैटरसन ने कहा। कोड जो चैनलों और उपकरणों को अलग करने का बेहतर काम करता है, अंततः समानांतर बातचीत के माध्यम से ध्वनि उत्पन्न कर सकता है।

कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में समानांतर कंप्यूटिंग प्रयोगशाला है जहां शोधकर्ता यह समझने की कोशिश कर रहे हैं कि एप्लिकेशन का उपयोग कैसे किया जाता है, जो कोड को अनुकूलित करने में मदद कर सकता है हैंडहेल्ड उपकरणों के लिए। एक प्रोजेक्ट का उद्देश्य पृष्ठों के प्रतिपादन और विश्लेषण जैसे विशिष्ट कार्यों के आधार पर कोड को अनुकूलित करके हैंडहेल्ड डिवाइस पर डेस्कटॉप-गुणवत्ता वाली ब्राउज़िंग लाने का लक्ष्य है। एक अन्य परियोजना में स्वास्थ्य जानकारी की तेज़ी से पुनर्प्राप्ति के लिए कोड अनुकूलित करना शामिल है। प्रयोगशाला को मुख्य रूप से इंटेल और माइक्रोसॉफ्ट द्वारा वित्त पोषित किया जाता है।

बर्कले शोधकर्ता मूल रूप से लिखे गए कोड के बिट्स को पाइथन और रुबी जैसे रेलों पर नए लो-लेवल सी कोड के साथ लिखे गए कोड के बिट्स को प्रतिस्थापित करके समांतरता लाने की कोशिश कर रहे हैं। पैटरसन ने बुधवार को एक साक्षात्कार में कहा कि नया कोड विशेष रूप से विशेष कार्यों पर केंद्रित है जैसे एक भाषण मान्यता आवेदन में एक विशिष्ट आवाज पैटर्न का विश्लेषण करना। कोड ओपनएमपी या एमपीआई का उपयोग करके लिखा गया है, मशीन प्रोग्रामिंग इंटरफेस मशीन-लेवल समांतर अनुप्रयोगों को लिखने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

विशेषज्ञों को इस बेहद विशिष्ट समांतर कोड को लिखने की आवश्यकता है, पैटरसन ने कहा। यह प्रोग्रामर के लिए विकास का समय कम करता है जो अन्यथा रेल पर पाइथन और रूबी का उपयोग करते हैं, जो अनुप्रयोग विकास को आसान बनाता है, लेकिन समांतरता पर ध्यान केंद्रित नहीं करते हैं, पैटरसन ने साक्षात्कार में कहा। प्रयोगशाला ने निम्न स्तर के मशीन कोड के साथ 20 के कारक द्वारा विशिष्ट कार्य निष्पादन कूद दिखाया है।

समांतरता की अवधारणा नई नहीं है, और यह ज्यादातर उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग का डोमेन रहा है। समांतरता के निम्न स्तर हमेशा संभव रहे हैं, लेकिन प्रोग्रामर को सॉफ़्टवेयर टूल और कभी-कभी बदलते हार्डवेयर वातावरण की कमी के साथ एक कठिन कार्य का सामना करना पड़ा है।

"थ्रेड को सही ढंग से सिंक्रनाइज़ करना पड़ता है," इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर क्रिस्टोस कोझिरैकिस ने कहा, पैनल चर्चा से पहले एक प्रस्तुति के दौरान, स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में कंप्यूटर विज्ञान। संहिता को एक ऐसे रूप में लिखा जाना चाहिए जो अनुमानित रूप से और स्केल करता है क्योंकि अधिक कोर उपलब्ध हो जाते हैं।

कंपाइलरों को भी स्मार्ट बनने की आवश्यकता होती है और समय पर धागे को तोड़ने के लिए पर्याप्त समझदार होना चाहिए ताकि आउटपुट सही अनुक्रम में प्राप्त हो जाएं, कोझिरकिस ने कहा । कोड में समांतरता बनाने के लिए दोषपूर्ण प्रयास बगड़ी सॉफ़्टवेयर बना सकते हैं यदि विशिष्ट गणना किसी निश्चित क्रम में निष्पादित नहीं की जाती है। यह एक समस्या है जिसे आमतौर पर दौड़ की स्थिति के रूप में जाना जाता है। पैनलर्स ने कहा कि समानांतरता के बेहतर स्तर को प्राप्त करने के लिए कोडर को सीखने की आवश्यकता हो सकती है कि समान प्रोग्रामिंग टूल का उपयोग कैसे किया जाए।

"प्रोग्रामिंग के लिए कोई आलसी लड़का दृष्टिकोण नहीं है," पैटरसन ने सम्मेलन में कहा।

मेमोरी और नेटवर्क विलंबता ने डाटा थ्रूपुट में बाधाएं पैदा की हैं, जो समांतर कार्य निष्पादन द्वारा प्राप्त प्रदर्शन को अस्वीकार कर सकती हैं। विभिन्न आर्किटेक्चर के लिए अलग-अलग प्रोग्रामिंग टूल भी उपलब्ध हैं, जो उपलब्ध सभी हार्डवेयर का लाभ उठाना मुश्किल बनाते हैं।

आज उपलब्ध कई समांतरता उपकरण सिस्टम प्रदर्शन में सुधार के लिए सीपीयू और ग्राफिक्स प्रोसेसिंग इकाइयों की समानांतर प्रोसेसिंग क्षमताओं का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। ऐप्पल, इंटेल, एनवीडिया और एडवांस्ड माइक्रो डिवाइसेस ओपनसीएल को बढ़ावा देने वाली कंपनियों में से एक हैं, एक समांतर प्रोग्रामिंग पर्यावरण जो ऐप्पल के आगामी मैक ओएस एक्स 10.6 ऑपरेटिंग सिस्टम में समर्थित होगा, जिसे हिम तेंदुए भी कहा जाता है, जो शुक्रवार को रिलीज होने के कारण है। ओपनसीएल माइक्रोसॉफ्ट के साथ प्रतिस्पर्धा करता है, जो अपने मालिकाना डायरेक्टएक्स समानांतर प्रोग्रामिंग टूल्स का प्रचार कर रहा है, और एनवीडिया, जो सीयूडीए फ्रेमवर्क प्रदान करता है।

ओपनसीएल में हार्डवेयर जैसे कर्नेल के वितरण को प्रबंधित करने के लिए एपीआई (एप्लिकेशन प्रोग्रामिंग इंटरफेस) के साथ सी-जैसी प्रोग्रामिंग भाषा शामिल है। प्रोसेसर कोर और अन्य संसाधनों के रूप में। ओपनसीएल मैक ओएस डीकोड वीडियो को सिस्टम में कई सीपीयू और ग्राफिक्स प्रसंस्करण इकाइयों में पिक्सेल प्रोसेसिंग वितरित करके तेजी से मदद कर सकता है।

सभी मौजूदा उपकरण विभिन्न सॉफ्टवेयर वातावरण की ओर तैयार हैं और विभिन्न संसाधनों का लाभ उठाते हैं, पैटरसन ने कहा। ओपनसीएल, उदाहरण के लिए, जीपीयू पर कार्यों के निष्पादन की दिशा में अधिक तैयार है। डायरेक्टएक्स जैसे मालिकाना मॉडल विषम कंप्यूटिंग वातावरण में तैनात करना मुश्किल है, जबकि ओपनसीएल जैसे कुछ मॉडल जीपीयू पर भरोसा करते हैं जो केवल विशिष्ट वातावरण को अनुकूलित करते हैं।

"मुझे नहीं लगता कि [ओपनसीएल] सभी आर्किटेक्चर में गले लगाने जा रहा है।" पैटरसन ने कहा। उन्होंने कहा, "हमें अन्य चीजों की कोशिश करने के लिए आवश्यकता है," जैसे कि रूबी ऑन रेल्स जैसे प्रोग्रामिंग मॉडल में सुधार करने की कोशिश करना, जैसे रूबी ऑन रेल्स, उन्होंने कहा।

जबकि दर्शकों के सदस्यों ने बताया कि समांतरता एक समस्या है दशकों, पैनलिस्टों ने कहा कि विश्वविद्यालय समानांतरता को सक्षम करने के लिए कई प्रोग्रामिंग टूल पर काम करने के लिए एक नया दृष्टिकोण ले रहे हैं। वित्त पोषण चिप विकास के वर्षों के बाद, सरकार संबंधित कार्यक्रमों को वित्त पोषित करके समांतर प्रसंस्करण पर भी अधिक ध्यान दे रही है।

कोझिरैकिस ने कहा कि स्टैनफोर्ड ने एक प्रयोगशाला स्थापित की है जिसका लक्ष्य है "2012 के लोगों के लिए समानांतर अनुप्रयोग विकास को व्यावहारिक बनाना" शोधकर्ता इंटेल, एएमडी, आईबीएम, सन, हेवलेट-पैकार्ड और एनवीडिया जैसे कंपनियों के साथ काम कर रहे हैं।

डेवलपर्स के लिए तत्काल कार्य परीक्षण मौजूदा चिप्स कोड को आधुनिक चिप्स, बर्कले के पैटरसन पर निष्पादन के समानांतर में बदलने की कोशिश कर सकता है। कहा हुआ। कुछ कंपनियां स्वचालित समांतरता की पेशकश कर रही हैं, लेकिन अनुक्रमिक निष्पादन के लिए मूल रूप से लिखे गए विरासत कोड को फिर से लिखना और संकलित करना एक बड़ी चुनौती हो सकती है।

"उन क्षेत्रों में पैसा बनाने के लिए पैसा है," पैटरसन ने कहा।