HPVM 2.0, CPU, GPU, FPGA અને હાર્ડવેર એક્સિલરેટર્સ માટે કમ્પાઇલર પ્રકાશિત

LLVM પ્રોજેક્ટે HPVM 2.0 (વિજાતીય સમાંતર વર્ચ્યુઅલ મશીન) ના પ્રકાશનની જાહેરાત કરી, એક કમ્પાઈલર જેનો હેતુ વિજાતીય સિસ્ટમો માટે પ્રોગ્રામિંગને સરળ બનાવવા અને CPUs, GPUs, FPGAs અને ડોમેન-વિશિષ્ટ હાર્ડવેર એક્સિલરેટર્સ માટે કોડ જનરેશન ટૂલ્સ પ્રદાન કરવાનો છે. પ્રોજેક્ટ કોડ અપાચે 2.0 લાયસન્સ હેઠળ વિતરિત કરવામાં આવે છે.

વિજાતીય સમાંતર પ્રણાલીઓ માટે પ્રોગ્રામિંગ એ સમાન સિસ્ટમમાં ઘટકોની હાજરી દ્વારા જટિલ છે જે સમાનતા પ્રાપ્ત કરવા માટે વિવિધ મોડેલોનો ઉપયોગ કરે છે (CPU કોરો, વેક્ટર સૂચનાઓ, GPU, વગેરે), વિવિધ સૂચના સેટ અને વિવિધ મેમરી વંશવેલો. દરેક સિસ્ટમ આ ઘટકોના પોતાના સંયોજનનો ઉપયોગ કરે છે. HPVM પ્રોજેક્ટનો મુખ્ય વિચાર કમ્પાઇલ કરતી વખતે સમાંતર-એક્ઝિક્યુટેડ પ્રોગ્રામ્સની એકીકૃત રજૂઆતનો ઉપયોગ કરવાનો છે, જેનો ઉપયોગ સમાંતર કમ્પ્યુટિંગને સપોર્ટ કરતા વિવિધ પ્રકારના હાર્ડવેર માટે કરી શકાય છે, જેમાં GPU, વેક્ટર સૂચનાઓ, મલ્ટી-કોર પ્રોસેસર્સ, FPGA અને વિવિધ વિશિષ્ટ પ્રવેગક ચિપ્સ.

અન્ય સિસ્ટમોથી વિપરીત, HPVM એ વિજાતીય કમ્પ્યુટિંગના આયોજન માટે ત્રણ ક્ષમતાઓને જોડવાનો પ્રયાસ કર્યો - એક પ્રોગ્રામિંગ ભાષા અને હાર્ડવેર-સ્વતંત્ર મધ્યવર્તી પ્રતિનિધિત્વ (IR), વર્ચ્યુઅલ સૂચના સેટ આર્કિટેક્ચર (V-ISA) અને રનટાઇમ શેડ્યુલિંગ:

• HPVM મધ્યવર્તી રજૂઆત કાર્ય, ડેટા અને પાઇપલાઇન સ્તરો પર સમાનતા મેળવવા માટે અધિક્રમિક ડેટા ફ્લો ગ્રાફનો ઉપયોગ કરીને સૂચનાઓની LLVM મધ્યવર્તી રજૂઆતને વિસ્તૃત કરે છે. HPVM મધ્યવર્તી રજૂઆતમાં વેક્ટર સૂચનાઓ અને વહેંચાયેલ મેમરીનો પણ સમાવેશ થાય છે. મધ્યવર્તી રજૂઆતનો ઉપયોગ કરવાનો મુખ્ય હેતુ કાર્યક્ષમ કોડ જનરેશન અને વિજાતીય સિસ્ટમો માટે ઑપ્ટિમાઇઝેશન છે.
• વર્ચ્યુઅલ ઇન્સ્ટ્રક્શન સેટ આર્કિટેક્ચર (V-ISA) નિમ્ન-સ્તરના હાર્ડવેર લક્ષણોને અમૂર્ત કરે છે અને માત્ર મૂળભૂત સમાનતા મોડલ-ડેટા ફ્લો ગ્રાફનો ઉપયોગ કરીને સમાનતા અને મેમરી આર્કિટેક્ચરના વિવિધ સ્વરૂપોને એકીકૃત કરે છે. V-ISA તમને સમાંતર કમ્પ્યુટિંગ માટે વિવિધ પ્રકારના સાધનો વચ્ચે પોર્ટેબિલિટી હાંસલ કરવાની મંજૂરી આપે છે અને વિજાતીય સિસ્ટમના વિવિધ ઘટકોનો ઉપયોગ કરતી વખતે કાર્યક્ષમતા ગુમાવવાનું શક્ય બનાવે છે. વર્ચ્યુઅલ ISA નો ઉપયોગ સાર્વત્રિક એક્ઝિક્યુટેબલ પ્રોગ્રામ કોડ પહોંચાડવા માટે પણ થઈ શકે છે જે CPUs, GPUs, FPGAs અને વિવિધ એક્સિલરેટર્સનો ઉપયોગ કરીને ચાલી શકે છે.
• કોમ્પ્યુટેશનલ પ્રક્રિયા માટે લવચીક શેડ્યુલિંગ નીતિઓ રનટાઇમ પર લાગુ કરવામાં આવે છે અને પ્રોગ્રામ (ગ્રાફ સ્ટ્રક્ચર) વિશેની માહિતીના આધારે અને સિસ્ટમમાં ઉપલબ્ધ કોઈપણ લક્ષ્ય કમ્પ્યુટિંગ ઉપકરણો પર એક્ઝેક્યુશન માટે વ્યક્તિગત પ્રોગ્રામ નોડ્સના સંકલન દ્વારા બંનેનો અમલ કરવામાં આવે છે.

પ્રોજેક્ટ દ્વારા વિકસિત કોડ જનરેટર્સ NVIDIA GPUs (cuDNN અને OpenCL), Intel AVX વેક્ટર સૂચનાઓ, FPGAs અને મલ્ટી-કોર x86 CPUs નો ઉપયોગ કરીને અમલીકરણ માટે વર્ચ્યુઅલ ISA નો ઉપયોગ કરીને વ્યાખ્યાયિત એપ્લિકેશન નોડ્સનો અનુવાદ કરવામાં સક્ષમ છે. એ નોંધ્યું છે કે HPVM અનુવાદકોનું પ્રદર્શન GPUs અને વેક્ટર કમ્પ્યુટિંગ ઉપકરણો માટે હાથથી લખેલા OpenCL કોડ સાથે તુલનાત્મક છે.

HPVM 2.0 ની મુખ્ય નવીનતાઓ:

• એક Hetero-C++ ભાષા ફ્રન્ટએન્ડની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે, જે HPVM માં સંકલન માટે C/C++ માં એપ્લિકેશન કોડના સમાંતરને સરળ બનાવે છે. Hetero-C++ ડેટા-લેવલ સમાંતરતા અને અધિક્રમિક કાર્યો માટે એક્સ્ટેંશનને વ્યાખ્યાયિત કરે છે જે HPVM થ્રેડ ગ્રાફ પર મેપ કરે છે.
• Intel FPGAs પર કોડ એક્ઝેક્યુશન માટે સપોર્ટ પૂરો પાડવા માટે FPGA બેકએન્ડ ઉમેરવામાં આવ્યું છે. એક્ઝેક્યુશનને ગોઠવવા માટે, OpenCL માટે Intel FPGA SDK નો ઉપયોગ થાય છે.
• DSE (ડિઝાઇન સ્પેસ એક્સપ્લોરેશન) ફ્રેમવર્ક ઉમેરવામાં આવ્યું છે, જેમાં કમ્પાઇલર ઑપ્ટિમાઇઝેશન અને આપેલ હાર્ડવેર પ્લેટફોર્મ માટે ઑટોમૅટિક રીતે એપ્લિકેશનને ટ્યુનિંગ કરવા માટે અવરોધોને ઓળખવા માટેની પદ્ધતિઓનો સમાવેશ થાય છે. ફ્રેમવર્કમાં Intel તરફથી FPGAs માટે તૈયાર પ્રદર્શન મોડલ છે અને HPVM દ્વારા સમર્થિત કોઈપણ ઉપકરણો માટે ઑપ્ટિમાઇઝેશન માટે તમારા પોતાના પ્રોસેસરોને કનેક્ટ કરવાનું શક્ય બનાવે છે. ઑપ્ટિમાઇઝેશન HPVM અને LLVM ડેટાફ્લો ગ્રાફ લેવલ પર લાગુ કરી શકાય છે.
• LLVM ઘટકો આવૃત્તિ 13.0 માં અપડેટ કરવામાં આવ્યા છે.
• કોડ બેઝ, લાઇબ્રેરીઓ અને ઉપયોગિતાઓને નેવિગેટ કરવાનું સરળ બનાવવા માટે કોડને ફરીથી ગોઠવવામાં આવ્યો છે.
• પરીક્ષણ ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરમાં સુધારો કરવામાં આવ્યો છે, વિવિધ HPVM ઘટકો માટે નવા પરીક્ષણો ઉમેરવામાં આવ્યા છે.

સોર્સ: opennet.ru