英特尔Parallel JS众核并行编程，超越传统思考局限
时间：2011-09-20
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英特尔稍早前发布了‘Parallel JS’(并行JS)，这是一个开放原代码、数据并行版本的JavaScript，英特尔CTO Justin Rattner将之形容为众核(many-core)运算发展过程中，向前跨出的一小步。
Rattner稍早前在英特尔开发者论坛(IDF)发表主题演讲，并针对并行编程和降低PC、服务器等功耗，展示了最新的程序语言和其他研究成果。
包括英特尔、微软、Nvidia和其他业者，都对大学研究单位挹注了大量投资，以定义能满足未来众核处理器需求的编程工具。截至目前，并行化编程一直仅被应用在高度专业化的科技应用领域。
“我们已取得良好进展，但未来将不会只有单一‘编程’模型，而是会有许多个模型，”Rattner说。
Parallel JS是其中一个代表模型。这种语言针对数据密集型的运算、基于浏览器的应用如照片和视频编辑，以及3D游戏等在英特尔芯片上执行的应用程序提高性能。其主要目标是吸引使用脚本语言的主流Web程序设计师们。
Rattner还展示了该语言可在高端动画应用中处理英特尔CPU上8个x86核心的能力。
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“最近一段时间以来，大多数的软件都是用Java或Python等脚本语言编写，但至今这些程序设计师还未真正使用多核工具，”Rattner说，Parallel JS是“非常重要的一步，它让我们超越了传统思考局限，一旦你突破了少数几个内核，那么，建构多核芯片就只是应用程序的技术罢了，”他说。
该语言的未来版本也将充分利用目前嵌入在英特尔最新处理器中的图形内核。为此，Rattner展示了用于x86和图形内核的脸部识别应用程序。
“我们基本上是告诉开发者，是时候去思考异质运算的创造性了，”Rattner说。
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众核和移动愿景
在实验室中，英特尔也正在研究如何改善当前在图形处理器上用于执行通用程序的数据并行工具。包括今天的OpenCL和Nvidia的Cuda工具等，都使用与硬件紧密联系、相对较低端的数据原件(data primitives)，Rattner说。
英特尔正在使用更高层的编程抽象，如用于密集和稀疏矩阵算法中的嵌套向量(nested vectors)。Rattner称该公司可能在2012年发布这些工具。
新的软件代表了一些学术研究单位致力于将所谓的‘函数编程’(functional programming)概念带进今天的C++语言中。
“函数编程看起来是并行编程朝更高级抽象与更加自动化和并行方向发展的基础之一，”Rattner说。“编译器可以萃取并行，而且程序设计师毋须再像使用OpenCL或Cuda做陈述，”他表示。
2012年以后，数据并行技术将产生根本上的变化，Rattner说。今天，每处理一次任务都是在严格调度情况下进行，但这会让部份电脑资源闲置，造成能源的浪费。
而未来的方法基本上会是非同步处理，但目前仅在概念阶段。“今天，为了让编程更加便利，我们放弃了效率，但展望未来，我们没有理由再浪费这么多的电力了，”他说。
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节省PC耗电
Rattner展示了两项专门针对减少运算功耗而进行的研究专案进展。
一个近阈值电压处理器采用崭新的低电压电路，其运作接近阈值水准。其概念是当需要时CPU的运行速度必须足够快，但当下降到低于10毫瓦功率时，便会处于轻载模式。为了展示这个概念，英特尔开发了一款能以邮票尺寸的太阳能电池运作的Pentium级芯片。
这款展示芯片命名为Claremont，仅执行在比阈值电压高100毫伏的电压水准，与现有处理器相比功耗可减少5~10倍。“这是一个庞大的数字──人们长久以来一直为争取减少20%功耗而努力，所以这几乎是前所未闻的成就，”Rattner说。
英特尔Claremont
Claremont仅使用一个L1快取，因为相关存储器仍需运作在阈值以上的数百毫伏水准，Rattner说。
此外，英特尔和美光(Micron)的研究人员还发现了一种新型堆叠技术，并共同开发了新的存储器原型。这个混合式存储立方(Hybrid Memory Cube)结合了顶端的DRAM晶粒堆叠和底部逻辑层，采用了全新介面和协议，以便将存储器数据转换到独立处理器。
英特尔研究员Bryan Casper表示，“当测量位元传输量与能耗时，该元件是有史以来能效最高的DRAM。”与目前最先进的DDR4存储器模组相比，这个原型的频宽高出10倍，能效则高出7倍，他表示。
此外，Rattner还展示了可作为基地台的标准x86服务器，它在Sandy Bridge CPU上采用新的x86信号处理算法。
“我想，我们身在一个可以开发出某些真正有价值的东西的时代，”他说。“对一些传统上一直采用以DSP为主的系统而言，我认为Ivy Bridge或许具备能与之竞争的潜力，”他表示。
在本届IDF上，英特尔的工程师还针对其处理器讲解了新的信号处理和数据包处理开发套件。
点击参考原文：Intel code lights road to many-core future
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