Энергопотребление — одна из ключевых проблем современных вычислений, будь то для встроенных беспроводных клиентских устройств или высокопроизводительных вычислительных центров. Способность разрабатывать энергоэффективное программное обеспечение имеет решающее значение, поскольку использование данных и их обработка продолжает расти во всех сферах жизни общества.
Потребность в энергоэффективных вычислениях возникает не только из-за воздействия на окружающую среду. Скорее, нам нужны энергоэффективные вычисления, чтобы соответствовать прогнозируемым тенденциям.Финансируемый ЕС проект Excess, который завершается 31 августа, был поставлен три года назад для решения проблемы того, что исследователи считали отсутствием целостных, интегрированных подходов для охвата всех уровней системы от аппаратного обеспечения до программного обеспечения на уровне пользователя, а также ограничений, которые это создавало для системы. эксплуатация существующих решений и их энергоэффективность.
Первоначально они проанализировали, где теряется энергоэффективность, и на основе этих знаний разработали структуру, которая должна обеспечить быстрое развитие производства энергоэффективного программного обеспечения.«Когда мы начали эту исследовательскую программу, явно не хватало инструментов и математических моделей, которые помогли бы программистам программировать энергоэффективным способом, а также абстрактно рассуждать о мощности и энергопотреблении ее программного обеспечения», — говорит Филиппас Цигас, профессор в области компьютерной инженерии в Технологическом университете Чалмерса и руководитель проекта Excess. «Целостный подход проекта включает в себя как аппаратные, так и программные компоненты вместе, что позволяет программисту заранее принимать архитектурные решения с учетом энергопотребления. Это позволяет добиться большей экономии энергии, чем предыдущие подходы, когда программная оптимизация энергопотребления часто применялась в качестве второстепенного шага после было написано первоначальное заявление ".В рамках проекта Excess были предприняты важные шаги по предоставлению разработчикам программного обеспечения и проектировщикам систем набора инструментов и моделей, позволяющих им программировать энергоэффективным способом.
Набор инструментов охватывает от принципиально новых энергосберегающих аппаратных компонентов, таких как платформа Movidius Myriad, до сложных эффективных библиотек и алгоритмов.Тесты, выполняемые на больших агрегатах потоковой передачи данных — обычная операция, используемая в аналитике данных в реальном времени, — показали впечатляющие результаты.
Используя платформу Excess, программист может предоставить в 54 раза более энергоэффективное решение по сравнению со стандартной реализацией на высокопроизводительном процессоре ПК. Целостный подход Excess сначала представляет преимущества оборудования с использованием встроенного процессора, а затем продолжает показывать лучший способ разделения вычислений внутри процессора, чтобы еще больше повысить производительность.