Οι σημερινοί πολυπύρηνοι επεξεργαστές δεν χρησιμοποιούνται με επαρκώς έξυπνο τρόπο. Ζεσταίνονται πολύ και είναι αργοί, επειδή δεν τους αξιοποιούμε αποδοτικά. Ταυτόχρονα, τα transistors γίνονται ολοένα και πιο μικρά, καταλήγοντας τελικά να γίνουν αναξιόπιστα, στο όχι μακρινό μέλλον. Μεγάλοι Ευρωπαϊκοί ερευνητικοί οργανισμοί --ανάμεσά τους και η Κρήτη-- ξεκινούν τώρα με σκοπό να δημιουργήσουν μια επανάσταση στην αρχιτεκτονική των υπολογιστών.
Είστε απογοητευμένοι από τις επιδόσεις του νέου σας υπολογιστή ή τηλεφώνου; Ίσως με το δίκιο σας! Η ταχύτητα του ρολογιού τους δεν έχει αυξηθεί σημαντικά από το 2000. Προβλήματα υπερθέρμανσης και περιορισμένης χωρητικότητας της μπαταρίας αναγκάζουν τους κατασκευαστές να περιορίσουν σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας --τυπικά σε κάτω από 100 Watt ανά chip στους σταθερούς υπολογιστές.
"Δεν είναι δυνατόν να πουληθεί μια φορητή συσκευή με ογκώδες σύστημα ψύξης. Έτσι, δεν μπορούμε να αυξήσουμε την ταχύτητα του ρολογιού --ένα πρόβλημα που για να το αποφύγουμε σχεδιάστηκαν οι πολυπύρηνοι επεξεργαστές" λένε οι Καθηγητές Per Stenstrom, Mateo Valero, και Μανόλης Κατεβαίνης, ιδρυτές του νέου Ευρωπαϊκού Ερευνητικού Κέντρου Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών - European Research Center on Computer Architecture (EuReCCA) - www.eurecca.eu
"Μέχρι στιγμής, τα πολυπύρηνα συστήματα έχουν αποδώσει μικρά μόνο κέρδη σε επιδόσεις. Θα είναι ολοένα και πιο δύσκολο να κρατάμε όλους τους επεξεργαστές απασχολημένους με χρήσιμες εργασίες και ταυτόχρονα να μην ξεπερνάμε τα όρια υπερθέρμανσης."
Οι σημερινοί μικροεπεξεργαστές έχουν συνήθως 4 με 8 πυρήνες (επεξεργαστές). Το πρόβλημα είναι ότι κανείς δεν μπορεί να προγραμματίσει ακόμα και δύο επεξεργαστές για να συνεργαστούν κατά βέλτιστο τρόπο στο ίδιο πρόβλημα, όταν το πρόβλημα αυτό δεν είναι εντελώς τετριμμένο από άποψη παραλληλισμού. Τα προβλήματα αυτά έχουν επιβραδύνει ακόμα και γίγαντες της βιομηχανίας, όπως την Intel και την Microsoft. Βασικά, αυτό που χρειάζεται είναι η μετάβαση από τον ακολουθιακό στον παράλληλο προγραμματισμό --δηλαδή η τέχνη του να βάζεις πολλούς επεξεργαστές να συνεργαστούν αρμονικά στο ίδιο πρόβλημα, σαν καλο-προπονημένη ομάδα και όχι σαν "superstars" που κάνουν ο καθένας το δικό του. Αυτήν την τρίτη τεχνολογική πρόκληση την αποκαλούμε ταυτοχρονισμό.
"Η βιομηχανία δεν είναι ακόμα ώριμη για αυτό το βήμα και είμαστε πίσω, παγκοσμίως, όσον αφορά και την εκπαίδευση και την έρευνα σε αυτόν τον τομέα" μας είπε ο Μανόλης Κατεβαίνης, επικεφαλής του Εργαστηρίου Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών και Συστημάτων VLSI του Ινστιτούτου Πληροφορικής του ΙΤΕ (FORTH) και Kαθηγητής Επιστήμης Υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο Κρήτης, στο Ηράκλειο.
Ακριβώς, γι' αυτούς τους λόγους, τρεις κορυφαίοι Ευρωπαϊκοί ερευνητικοί οργανισμοί ιδρύουν τώρα το EuReCCA. Το υπό σχεδίαση αυτό κέντρο περιλαμβάνει μέχρι στιγμής γύρω στους 50 επιστήμονες έρευνας, αλλά και άλλοι οργανισμοί τεχνολογίας υπολογιστών έρχονται να προστεθούν στο κέντρο με ταχείς ρυθμούς, υπό το γενικό συντονισμό του Πανεπιστημίου Chalmers στη Σουηδία. Ο σκοπός είναι να επιτευχθεί πρωτοποριακή πρόοδος στην ανάπτυξη συστημάτων με πολυπύρηνους επεξεργαστές και τον αποδοτικό προγραμματισμό τους, τα οποία τελικά να καταλήξουν σε νέες γενιές προϊόντων και σε καινοτόμες νέες εταιρείες τεχνολογικής βάσης.
Το EuReCCA στοχεύει πάνω απ' όλα στην προώθηση της ανταγωνιστικής ισχύος της Ευρωπαϊκής βιομηχανίας πληροφορικής, η οποία κατέχει ηγετική θέση παγκοσμίως στους ενσωματωμένους υπολογιστές, όπως αυτοί που βρίσκονται μέσα στα αυτοκίνητα ή τα κινητά τηλέφωνα. Ένα σημερινό αυτοκίνητο έχει μέσα του "κρυμμένους" τουλάχιστον 50 υπολογιστές. Οι Βρετανικοί επεξεργαστές ARM βρίσκονται σήμερα στα κινητά τηλέφωνα από κατασκευαστές, όπως η Nokia, SonyEricsson και η Apple. Τα Ευρωπαϊκά ερευνητικά έργα διαρκούν συνήθως για 3 χρόνια, αλλά το EuReCCA θα στήσει μια μακροχρόνια δομή Ευρω-Εργαστηρίου (Eurolab).
"Θέλουμε να έχουμε μια μόνιμη δομή για να μπορούμε να εστιάζουμε μακροπρόθεσμα στη μεταφορά της καινοτομίας στη βιομηχανία. Αυτό δεν έχει επιτευχθεί ακόμα σε ικανοποιητικό βαθμό στην Ευρώπη. Το να στήσει κανείς λειτουργικούς μηχανισμούς μεταφοράς τεχνολογίας δεν είναι κάτι που το κάνεις μέσα σε τρία χρόνια" λέει ο Per Stenstrom, συντονιστής του EuReCCA.
Η δομή του Ευρω-Εργαστηρίου απαιτείται επίσης για να διοργανωθεί αποδοτική εκπαίδευση σε μεταπτυχιακό επίπεδο --μεταπτυχιακό και διδακτορικό δίπλωμα-- σε δι-Ευρωπαϊκό επίπεδο. Ο στόχος είναι η συνεργασία για τη δημιουργία μίας νέας γενιάς αρχιτεκτόνων υπολογιστών, έτοιμων να ηγηθούν της καινοτομίας σε συστήματα βασισμένα στη νέα φιλοσοφία του παραλληλισμού που απαιτούν οι νέοι καιροί. "Με απλά λόγια, πρέπει να δημιουργήσουμε μιαν επανάσταση στην αρχιτεκτονική υπολογιστών," λένε οι τρεις συνιδρυτές του EuReCCA, Per Stenstrom, Mateo Valero, και Μανόλης Κατεβαίνης, οι οποίοι περιμένουν Ευρωπαϊκές και εθνικές χρηματοδοτήσεις για το EuReCCA, καθώς και επενδύσεις από τη βιομηχανία.
Εναρκτήρια Εκδήλωση και Συνέντευξη Τύπου: Βαρκελώνη, 4 Νοεμβρίου
Οι τρείς ερευνητικοί οργανισμοί που ιδρύουν το EuReCCA --το Πανεπιστήμιο Chalmers (Σουηδία), το Κέντρο Υπερυπολογιστών της Βαρκελώνης, και το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ - FORTH) - Ινστιτούτο Πληροφορικής (Ηράκλειο Κρήτης)-- έχουν προσκαλέσει ηγετικά στελέχη της βιομηχανίας από την ARM, Bull, Ericsson, ST Microelectronics, Thales, Maxeler, Eurotech, NXP, Xyratex και άλλες εταιρείες σε μιά συνάντηση εργασίας στη Βαρκελώνη, την Παρασκευή 4 Νοεμβρίου. Μαζί, φιλοδοξούν να ορίσουν την ερευνητική αντζέντα γιά το μέλλον. Η εκδήλωση περιλαμβάνει συνέντευξη τύπου στο κτίριο της Πρυτανείας του Πολυτεχνείου της Καταλωνίας (10:30).
Περισσότερα γιά το EuReCCA
Το νέο Ευρω-Εργαστήριο EuReCCA ξεπηδά από το Ευρωπαϊκό Δίκτυο Αριστείας HiPEAC πάνω σε Αρχιτεκτονική και Compilers για Ενσωματωμένους Υπολογιστές και Υπολογιστές Υψηλών Επιδόσεων, το οποίο διεξάγει ένα διάλογο ανάμεσα στα Ευρωπαϊκά ακαδημαϊκά-ερευνητικά ιδρύματα και τη βιομηχανία υπολογιστών γύρω από τις μεγάλες τεχνολογικές προκλήσεις.
Το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers στο Goteborg της Σουηδίας, το Κέντρο Υπερυπολογιστών της Βαρκελώνης μαζί με το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο της Καταλωνίας στην Ισπανία, και το ΙΤΕ (FORTH) μαζί με το Πανεπιστήμιο Κρήτης στο Ηράκλειο ήσαν μεταξύ των συνιδρυτών του HiPEAC. Τώρα, τα τρία αυτά μέρη κάνουν το επόμενο βήμα, ιδρύοντας το EuReCCA, το Ευρωπαϊκό Ερευνητικό Κέντρο Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών - European Research Center on Computer Architecture - www.eurecca.eu
Ερευνητικά, οι τρεις ιδρυτικοί οργανισμοί έχουν συνεισφέρει πρωτοποριακές καινοτομίες, και έχουν επηρεάσει σε σημαντικό βαθμό τη σχεδίαση των σημερινών εμπορικών πολυπύρηνων επεξεργαστών, τον τρόπο που προγραμματίζονται, και το πώς διασυνδέονται για την κατασκευή μεγάλων, κλιμακώσιμων συστημάτων. Επίσης στο EuReCCA ήδη συμμετέχουν τα Πανεπιστήμια του Augsburg (Γερμανία), Manchester (Βρετανία), και το Γαλλικό ερευνητικό κέντρο INRIA/IRISA της πόλης Rennes.
Γιά περισσότερες πληροφορίες παρακαλούμε επικοινωνήστε με τον καθηγητή κ. Μανόλη Κατεβαίνη, ή με το Γραφείο Δημοσιότητας του Ινστιτούτου Πληροφορικής - ΙΤΕ, κα. Θεοδοσία Μπίτζου, Τηλ. +30 2810391656, bitzou@ics.forth.gr