Виртуалтрединг: новая мета-архитектура высокопроизводительных вычислительных систем

На семинаре присутствовал 41 специалист.

В докладе А.И.Ефимова рассматривалась инновационная системная организация высокопроизводительных вычислений, названная им виртуалтрединговой мета-архитектурой (VThMA), обеспечивающая полную аппаратную виртуализацию активностей и ортогональная к давно внедренной виртуализации памяти.

Основная идея заключается в замене нити, как единственного грубо гранулированного представителя последовательной активности, в последовательность ее ISA инструкций, которые выдаются динамически и становятся тонко гранулированными представителями исходной активности. Они преобразуются в виртуализованную микроархитектурную форму, которая по запросу обеспечивает динамическую загрузку адресуемых регистров из микроархитектурной виртуальной памяти в разделяемый всеми нитями оперативный регистровый файл.

VThMA включает одновременную аппаратную поддержку всех созданных контекстов, позволяющую однородно взаимодействовать вычислительным и IO нитям, принадлежащим разным контекстам без участия ОС.

Новое средство, аппаратно-управляемые семафоры, реализуют однородную синхронизацию нитей обоих типов на основе критических секций и организацию IO без прерываний. Семафоры обеспечивают индивидуальное аппаратное таймирование связанных операций синхронизации, позволяющее исключить соответствующий программный сервис из ядра ОС

В целом VThMA обеспечивает прямое аппаратное приоритетное мультипрограммирование без инверсии приоритетов, свойственной существующему аппаратно-программному мультипрограммированию.

Публикации:

1. Ефимов А.И. Машина с виртуальным мультипроцессированием: новая архитектура параллельных вычислений общего назначения., Вопросы радиоэлектроники, серия ЭВТ, выпуск 2, 2008 http://mcst.ru/publikaciil;
2. репозиторий http://arxiv.org/abs/0910.4052