HPVM 2.0, CPU, GPU, FPGA এবং হার্ডওয়্যার এক্সিলারেটরের জন্য একটি কম্পাইলার, প্রকাশিত হয়েছে

LLVM প্রকল্প HPVM 2.0 (Heterogeneous Parallel Virtual Machine), একটি কম্পাইলার প্রকাশের ঘোষণা করেছে, যার লক্ষ্য ভিন্ন ভিন্ন সিস্টেমের জন্য প্রোগ্রামিং সহজ করা এবং CPUs, GPUs, FPGAs, এবং ডোমেন-নির্দিষ্ট হার্ডওয়্যার এক্সিলারেটরের জন্য কোড জেনারেশন টুল প্রদান করা। প্রকল্প কোড Apache 2.0 লাইসেন্সের অধীনে বিতরণ করা হয়।

ভিন্নধর্মী সমান্তরাল সিস্টেমের জন্য প্রোগ্রামিং একই সিস্টেমে উপাদানগুলির উপস্থিতির দ্বারা জটিল যা সমান্তরালতা অর্জনের জন্য বিভিন্ন মডেল ব্যবহার করে (CPU কোর, ভেক্টর নির্দেশাবলী, GPU, ইত্যাদি), বিভিন্ন নির্দেশ সেট এবং বিভিন্ন মেমরি শ্রেণিবিন্যাস। প্রতিটি সিস্টেম এই উপাদানগুলির নিজস্ব সমন্বয় ব্যবহার করে। HPVM প্রকল্পের মূল ধারণা হল কম্পাইল করার সময় সমান্তরাল-নির্বাহিত প্রোগ্রামগুলির একটি সমন্বিত উপস্থাপনা ব্যবহার করা, যা GPUs, ভেক্টর নির্দেশাবলী, মাল্টি-কোর প্রসেসর, FPGA এবং সহ সমান্তরাল কম্পিউটিং সমর্থন করে এমন বিভিন্ন ধরণের হার্ডওয়্যারের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। বিভিন্ন বিশেষ এক্সিলারেটর চিপ।

অন্যান্য সিস্টেমের বিপরীতে, HPVM ভিন্নধর্মী কম্পিউটিং সংগঠিত করার জন্য তিনটি ক্ষমতা একত্রিত করার চেষ্টা করেছে - একটি প্রোগ্রামিং ভাষা এবং হার্ডওয়্যার-স্বাধীন মধ্যবর্তী প্রতিনিধিত্ব (IR), ভার্চুয়াল নির্দেশ সেট আর্কিটেকচার (V-ISA) এবং রানটাইম শিডিউলিং:

• HPVM মধ্যবর্তী উপস্থাপনা টাস্ক, ডেটা এবং পাইপলাইন স্তরে সমান্তরালতা ক্যাপচার করার জন্য একটি শ্রেণিবদ্ধ ডেটা প্রবাহ গ্রাফ ব্যবহার করে নির্দেশাবলীর LLVM মধ্যবর্তী উপস্থাপনাকে প্রসারিত করে। HPVM মধ্যবর্তী উপস্থাপনা এছাড়াও ভেক্টর নির্দেশাবলী এবং ভাগ করা মেমরি অন্তর্ভুক্ত. একটি মধ্যবর্তী উপস্থাপনা ব্যবহার করার প্রধান উদ্দেশ্য হল দক্ষ কোড তৈরি এবং ভিন্নধর্মী সিস্টেমের জন্য অপ্টিমাইজেশন।
• ভার্চুয়াল ইন্সট্রাকশন সেট আর্কিটেকচার (ভি-আইএসএ) নিম্ন-স্তরের হার্ডওয়্যার বৈশিষ্ট্যগুলিকে বিমূর্ত করে এবং শুধুমাত্র একটি মৌলিক সমান্তরাল মডেল - ডেটা প্রবাহ গ্রাফ ব্যবহার করে বিভিন্ন ধরনের সমান্তরালতা এবং মেমরি আর্কিটেকচারকে একীভূত করে। V-ISA আপনাকে সমান্তরাল কম্পিউটিংয়ের জন্য বিভিন্ন ধরণের সরঞ্জামের মধ্যে বহনযোগ্যতা অর্জন করতে দেয় এবং ভিন্ন ভিন্ন সিস্টেমের বিভিন্ন উপাদান ব্যবহার করার সময় কর্মক্ষমতা হারানো সম্ভব করে না। ভার্চুয়াল ISA সার্বজনীন এক্সিকিউটেবল প্রোগ্রাম কোড সরবরাহ করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে যা CPUs, GPUs, FPGAs এবং বিভিন্ন এক্সিলারেটর ব্যবহার করে চলতে পারে।
• কম্পিউটেশনাল প্রক্রিয়ার জন্য নমনীয় সময়সূচী নীতিগুলি রানটাইমে প্রয়োগ করা হয় এবং প্রোগ্রাম (গ্রাফ কাঠামো) সম্পর্কে তথ্যের উপর ভিত্তি করে এবং সিস্টেমে উপলব্ধ যে কোনও লক্ষ্য কম্পিউটিং ডিভাইসে কার্যকর করার জন্য পৃথক প্রোগ্রাম নোডগুলির সংকলনের মাধ্যমে উভয়ই প্রয়োগ করা হয়।

প্রোজেক্টের দ্বারা তৈরি কোড জেনারেটরগুলি NVIDIA GPUs (cuDNN এবং OpenCL), Intel AVX ভেক্টর নির্দেশাবলী, FPGAs এবং মাল্টি-কোর x86 CPUs ব্যবহার করে কার্যকর করার জন্য ভার্চুয়াল ISA ব্যবহার করে সংজ্ঞায়িত অ্যাপ্লিকেশন নোডগুলি অনুবাদ করতে সক্ষম। এটি উল্লেখ করা হয়েছে যে এইচপিভিএম অনুবাদকদের কার্যকারিতা জিপিইউ এবং ভেক্টর কম্পিউটিং ডিভাইসের জন্য হাতে লেখা OpenCL কোডের সাথে তুলনীয়।

HPVM 2.0 এর মূল উদ্ভাবন:

• একটি Hetero-C++ ভাষার ফ্রন্টএন্ড প্রস্তাব করা হয়েছে, যা HPVM-এ সংকলনের জন্য C/C++ এ অ্যাপ্লিকেশন কোডের সমান্তরালকরণকে সহজ করে। Hetero-C++ ডেটা-স্তরের সমান্তরালতা এবং শ্রেণীবিন্যাসের কাজগুলির জন্য এক্সটেনশনগুলিকে সংজ্ঞায়িত করে যা HPVM থ্রেড গ্রাফে ম্যাপ করে।
• Intel FPGA-তে কোড এক্সিকিউশনের জন্য সমর্থন প্রদান করতে একটি FPGA ব্যাকএন্ড যোগ করা হয়েছে। এক্সিকিউশন সংগঠিত করতে, OpenCL এর জন্য Intel FPGA SDK ব্যবহার করা হয়।
• ডিএসই (ডিজাইন স্পেস এক্সপ্লোরেশন) ফ্রেমওয়ার্ক যোগ করা হয়েছে, যার মধ্যে কম্পাইলার অপ্টিমাইজেশান এবং প্রদত্ত হার্ডওয়্যার প্ল্যাটফর্মের জন্য স্বয়ংক্রিয়ভাবে অ্যাপ্লিকেশন টিউন করার জন্য বাধাগুলি সনাক্ত করার জন্য প্রক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে। ফ্রেমওয়ার্কটিতে Intel থেকে FPGA-এর জন্য একটি রেডিমেড পারফরম্যান্স মডেল রয়েছে এবং এটি HPVM দ্বারা সমর্থিত যেকোনো ডিভাইসের জন্য অপ্টিমাইজেশনের জন্য আপনার নিজস্ব প্রসেসরগুলিকে সংযুক্ত করা সম্ভব করে তোলে। অপ্টিমাইজেশানগুলি HPVM এবং LLVM ডেটাফ্লো গ্রাফ উভয় স্তরেই প্রয়োগ করা যেতে পারে।
• LLVM উপাদানগুলি 13.0 সংস্করণে আপডেট করা হয়েছে।
• কোড বেস, লাইব্রেরি এবং ইউটিলিটিগুলি নেভিগেট করা সহজ করার জন্য কোডটি পুনর্গঠিত করা হয়েছে।
• পরীক্ষার পরিকাঠামো উন্নত করা হয়েছে, বিভিন্ন HPVM উপাদানের জন্য নতুন পরীক্ষা যোগ করা হয়েছে।

উত্স: opennet.ru