Нова платформа PyPIM: обчислення в пам’яті з Python (Фото: google)
Дослідники Ізраїльського інституту Technion представили новий програмний пакет для здійснення обчислень безпосередньо в пам’яті, що дозволяє виконувати операції без залучення процесора і працює на мові Python. Про це йдеться у статті видавництва TechXplore.
Читайте також: Чому Apple не отримала права на бренд «Яблоко» в Україні?
Що таке обчислення в пам’яті?
Останніми роками обчислення в пам’яті набули популярності як новий напрям у комп’ютерних дослідженнях. Традиційна комп’ютерна архітектура передбачає, що процесор виконує операції з інформацією, яка зберігається в пам’яті. Проте, завдяки новаторському підходу обчислення можна здійснювати безпосередньо в пам’яті. Це зменшує час виконання операцій та суттєво заощаджує енергоресурси.
Професор Шахар Кватинскі з Technion приділив кілька років вирішенню так званої “проблеми стіни пам’яті”, яка виникає через потребу в окремих апаратних компонентах для зберігання та обробки даних. У нещодавніх публікаціях він описав методи, що дозволяють виконувати операції безпосередньо в пам’яті.
Як обчислення в пам’яті можуть змінити різні галузі?
Ця зміна в архітектурі комп’ютерів має широкий спектр застосувань, включаючи такі галузі, як штучний інтелект, біоінформатика, фінансовий сектор, інформаційні системи тощо. Все більше науковців та компаній досліджують архітектуру пам’яті, можливості виробництва пам’ятевих модулів та обчислювальних операцій у пам’яті.
Виклик для програмного забезпечення: потреба у нових підходах
Основна проблема, що залишається, полягає у тому, що більшість сучасного програмного забезпечення створено для класичної комп’ютерної архітектури, яка майже не змінювалася з 1940-х років. Як зазначає професор Кватинскі, новий метод обчислень радикально відрізняється від традиційного, через що деякі звичні елементи програмування стають непридатними. Отже, потрібен новий програмний код, який відповідав би специфіці обчислень у пам’яті.
Нова платформа PyPIM — платформа для обчислень у пам’яті на Python
Дослідницька група Technion створила унікальну програмну платформу під назвою PyPIM (скорочення від Python Processing-in-Memory), що дозволяє працювати з обчисленнями в пам’яті, використовуючи Python. Це рішення включає набір команд, які перетворюють стандартні команди Python у машинний код для обчислень, що відбуваються безпосередньо в пам’яті комп’ютера. PyPIM значно спрощує процес написання програм для архітектури PIM, відкриваючи нові можливості для розробників.
Інструмент моделювання продуктивності для апаратного забезпечення
Крім PyPIM, команда Technion створила спеціальний інструмент для моделювання та тестування продуктивності апаратного забезпечення, який допомагає оцінити, наскільки ефективнішими є обчислення в пам’яті порівняно з традиційним підходом. За допомогою цього інструменту вчені змогли наочно продемонструвати значне покращення часу виконання коду з простими командами та мінімальним навантаженням.
Презентація на міжнародному симпозіумі
Ці досягнення були представлені на Міжнародному симпозіумі IEEE/ACM з мікроархітектури в Остіні, штат Техас. Стаття, в якій описано роботу, доступна на препринт-сервері arXiv. Зокрема, одним із дослідників, що зробив вагомий внесок у проєкт, є 21-річний Оріан Лейтерсдорф, який скоро стане наймолодшим кандидатом наук у Technion.
Цей новий програмний підхід до обчислень у пам’яті може значно вплинути на розвиток комп’ютерної архітектури, підвищуючи ефективність та розширюючи можливості комп’ютерних систем для розв’язання складних завдань у багатьох сферах.
