在第56屆IEEE/ACM微體系結(jié)構(gòu)國(guó)際研討會(huì)上，來(lái)自加州大學(xué)河濱分校（UCR）的科研團(tuán)隊(duì)揭示了一項(xiàng)革命性的技術(shù)——僅需提升原來(lái)處理器的利用效率便能實(shí)現(xiàn)計(jì)算速度翻番且能耗減半。

據(jù)介紹，這一技術(shù)原則上適用于各種處理器及加速器，例如手機(jī)芯片至數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，但需結(jié)合具體設(shè)備進(jìn)行定制適配開(kāi)發(fā)。

加利福尼亞大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程學(xué)系副教授、此項(xiàng)研究共同作者曾宏偉（Tseng）解釋道：“無(wú)需增加新處理器，即可在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上應(yīng)用我們的技術(shù)。它的重點(diǎn)在于更有效地利用已有硬件資源。”

他們所研發(fā)出的全新平臺(tái)摒棄了傳統(tǒng)的單線程編程方式，推出名為同步異構(gòu)多線程（SHMT）的新型技術(shù)。SHMT以質(zhì)量感知工作偷取（QAWS）調(diào)度策略實(shí)現(xiàn)平衡，以保證合適的計(jì)算質(zhì)量和負(fù)載，從而降低資源消耗。

在SHMT運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)會(huì)生成一系列虛擬操作（vops），并分割成一個(gè)或多個(gè)高級(jí)操作（hlop），允許在多種硬件資源間并發(fā)執(zhí)行代碼。通過(guò)選取正確的策略來(lái)加速SHMT的運(yùn)算過(guò)程。

曾宏偉教授還就其團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的測(cè)試平臺(tái)做了演示，展示了新軟件工具庫(kù)的實(shí)用性。他們創(chuàng)造出了一款融合了手機(jī)、個(gè)人電腦乃至服務(wù)器特征的新型設(shè)備。這個(gè)測(cè)試平臺(tái)主要由一塊安裝有PCIe接口的主板，一塊配備有NvidiaNanoJeston模塊組合的‘計(jì)算單元’組成。同時(shí)，通過(guò)M.2 KeyE插槽與谷歌Edge加速器（TPU）相連。此外，該系統(tǒng)還配備了四核心ARM Cortex-A57處理器（CPU）和128個(gè)Maxwell架構(gòu)圖形內(nèi)核（GPU）作為輔助工具。

而其對(duì)應(yīng)的主內(nèi)存配置為4GBLPDDR4，頻率為1600MHz，帶寬為25.6Gb/s，用以儲(chǔ)存常規(guī)數(shù)據(jù)。該邊緣TPU模塊則額外擁有8MB內(nèi)存容量，并默認(rèn)選用Ubuntu Linux 18.04作為操作系統(tǒng)。

在一個(gè)采用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試應(yīng)用程序運(yùn)行SHMT軟件包的簡(jiǎn)便異構(gòu)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，與基本計(jì)算分配方法相比，QAWS框架的計(jì)算速度增加了1.95倍，耗能卻減少了51%。這樣的成果如果可運(yùn)用于數(shù)據(jù)中心，只需維持原有的硬件環(huán)境，便能獲得更高的性能收益。雖然當(dāng)前提出的解決方案仍有待進(jìn)一步完善，但是其潛在價(jià)值已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。