Виртуалтрединг — новая мета-архитектура компьютеров для прямого тонко гранулированного аппаратного мультипрограммирования (Андрей Ефимов, SECR-2016)

Короткая ссылка: 20161029CD

Докладчик: Андрей Ефимов

Очевидны большие успехи в решении ряда задач прикладного программирования – от операций с плавающей точкой до обработки видео изображений, криптографии и протоколов TCP/IP – за счет их прямой реализации в аппаратуре вычислительных систем (ВС). Языки программирования, начиная с системы Burroughs, также достаточно широко поддерживались аппаратно в ряде старых майнфреймов. В то же время, несмотря на все более широкое распространение параллельных вычислений практически во всех приложениях, системные программисты до сих пор реализуют свою основную задачу – мультипрограммирование – в основном программно и с неоправданно большими накладными расходами из-за слабой, основанной на прерываниях, аппаратной поддержки. В представленном докладе выделяется основная причина этих накладных расходов – грубо гранулированный свопинг программных нитей на аппаратных ресурсах как единого целого и предлагается новая организация вычислительных систем с тонко гранулированным, на уровне отдельной команды свопингом, названная виртуалтрединговой мета-архитектурой. Приводится описание verilog-проекта ее реализации и начальных результатов макетирования.
Доклад ориентирован на инженеров-схемотехников и системных программистов, заинтересованных в разработке инновационных ВС, в которых был бы устранен Силиконовый Занавес основанного на прерывания мультипрограммирования, и за счет предлагаемого автором перемещения функций ядра ОС на уровень аппаратуры была бы обеспечена более высокая эффективность вычислений одновременно с упрощением системного и прикладного программирования. Хотелось бы, чтобы заинтересованные инженеры и программисты, занимающиеся разработкой архитектуры ВС, приняли участие в дискуссии по предложениям доклада, и как максимум, создали бы рабочую группу для выполнения пилот-проекта в предлагаемой, пока еще междисциплинарной, области техники.