Компьютеры нуждаются в радикальной модернизации
… собственной архитектуры и способов ее программирования в связи с желанием ухода от устаревших фон-неймановских подходов, не предполагавших наличия нескольких процессоров.
Как полагают в Национальном научном фонде США, эффективное использование многоядерных процессоров должно сопутствовать радикальному обновлению базисной вычислительной архитектуры, которой отрасль придерживается на протяжении последних 50 лет. Ключевая задача состоит в замене парадигмы последовательных вычислений на многопроцессорную параллельную обработку. Для этого предложена новая архитектурная абстракция — непосредственное параллельное выполнение (Immediate Concurrent Execution, ICE).
Сейчас компьютеры опираются на созданную в 1940-х годах математиком Джоном фон Нейманом архитектуру: данные и программы хранятся в памяти компьютера и поступают на обработку в центральный процессор, притом что последний разбирает поток команд последовательно, одну за другой.
При нынешних почти неограниченных объемах оперативной памяти и числа процессорных ядер следовало бы обеспечить выполнение целого множества инструкций — одновременно и за один шаг. Для этого понадобится модернизировать аппаратные ресурсы, расширив пропускную способность и снизив задержки коммуникаций между процессорами и памятью. Необходим также дополнительный управляющий одноядерный процессор, который займется контролем работы непосредственно вычислительных ядер.
Архитектура ICE защищена шестью патентами, а команда исследователей под руководством профессора Узи Вишкина из Мэрилендского университета даже построила соответствующее прототипное оборудование.
© СОТОВИК