एचपीवीएम 2.0, सीपीयू, जीपीयू, एफपीजीए और हार्डवेयर एक्सेलेरेटर के लिए कंपाइलर प्रकाशित

एलएलवीएम परियोजना ने एचपीवीएम 2.0 (विषम समानांतर वर्चुअल मशीन) जारी करने की घोषणा की, एक कंपाइलर जिसका उद्देश्य विषम प्रणालियों के लिए प्रोग्रामिंग को सरल बनाना और सीपीयू, जीपीयू, एफपीजीए और डोमेन-विशिष्ट हार्डवेयर त्वरक के लिए कोड जनरेशन टूल प्रदान करना है। प्रोजेक्ट कोड अपाचे 2.0 लाइसेंस के तहत वितरित किया गया है।

विषम समानांतर प्रणालियों के लिए प्रोग्रामिंग एक ही प्रणाली में घटकों की उपस्थिति से जटिल है जो समानता प्राप्त करने के लिए विभिन्न मॉडलों (सीपीयू कोर, वेक्टर निर्देश, जीपीयू, आदि), विभिन्न निर्देश सेट और विभिन्न मेमोरी पदानुक्रम का उपयोग करते हैं। प्रत्येक प्रणाली इन घटकों के अपने संयोजन का उपयोग करती है। एचपीवीएम परियोजना का मुख्य विचार संकलन करते समय समानांतर-निष्पादित कार्यक्रमों के एकीकृत प्रतिनिधित्व का उपयोग करना है, जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार के हार्डवेयर के लिए किया जा सकता है जो समानांतर कंप्यूटिंग का समर्थन करते हैं, जिसमें जीपीयू, वेक्टर निर्देश, मल्टी-कोर प्रोसेसर, एफपीजीए और शामिल हैं। विभिन्न विशिष्ट त्वरक चिप्स।

अन्य प्रणालियों के विपरीत, एचपीवीएम ने विषम कंप्यूटिंग को व्यवस्थित करने के लिए तीन क्षमताओं को संयोजित करने का प्रयास किया - एक प्रोग्रामिंग भाषा और हार्डवेयर-स्वतंत्र मध्यवर्ती प्रतिनिधित्व (आईआर), वर्चुअल इंस्ट्रक्शन सेट आर्किटेक्चर (वी-आईएसए) और रनटाइम शेड्यूलिंग:

• एचपीवीएम मध्यवर्ती प्रतिनिधित्व कार्य, डेटा और पाइपलाइन स्तरों पर समानता को पकड़ने के लिए एक पदानुक्रमित डेटा प्रवाह ग्राफ का उपयोग करके निर्देशों के एलएलवीएम मध्यवर्ती प्रतिनिधित्व का विस्तार करता है। एचपीवीएम मध्यवर्ती प्रतिनिधित्व में वेक्टर निर्देश और साझा मेमोरी भी शामिल है। मध्यवर्ती प्रतिनिधित्व का उपयोग करने का मुख्य उद्देश्य कुशल कोड पीढ़ी और विषम प्रणालियों के लिए अनुकूलन है।
• वर्चुअल इंस्ट्रक्शन सेट आर्किटेक्चर (वी-आईएसए) निम्न-स्तरीय हार्डवेयर सुविधाओं को अमूर्त करता है और केवल एक बुनियादी समानता मॉडल-डेटा प्रवाह ग्राफ का उपयोग करके समानता और मेमोरी आर्किटेक्चर के विभिन्न रूपों को एकीकृत करता है। वी-आईएसए आपको समानांतर कंप्यूटिंग के लिए विभिन्न प्रकार के उपकरणों के बीच पोर्टेबिलिटी प्राप्त करने की अनुमति देता है और विषम प्रणालियों के विभिन्न तत्वों का उपयोग करते समय प्रदर्शन को न खोना संभव बनाता है। वर्चुअल आईएसए का उपयोग सार्वभौमिक निष्पादन योग्य प्रोग्राम कोड वितरित करने के लिए भी किया जा सकता है जो सीपीयू, जीपीयू, एफपीजीए और विभिन्न एक्सेलेरेटर का उपयोग करके चलाया जा सकता है।
• कम्प्यूटेशनल प्रक्रिया के लिए लचीली शेड्यूलिंग नीतियां रनटाइम पर लागू की जाती हैं और प्रोग्राम (ग्राफ़ संरचना) के बारे में जानकारी के आधार पर और सिस्टम में उपलब्ध किसी भी लक्ष्य कंप्यूटिंग डिवाइस पर निष्पादन के लिए व्यक्तिगत प्रोग्राम नोड्स के संकलन के माध्यम से लागू की जाती हैं।

प्रोजेक्ट द्वारा विकसित कोड जनरेटर NVIDIA GPU (cuDNN और OpenCL), Intel AVX वेक्टर निर्देशों, FPGAs और मल्टी-कोर x86 CPUs का उपयोग करके निष्पादन के लिए वर्चुअल ISA का उपयोग करके परिभाषित एप्लिकेशन नोड्स का अनुवाद करने में सक्षम हैं। यह ध्यान दिया गया है कि एचपीवीएम अनुवादकों का प्रदर्शन जीपीयू और वेक्टर कंप्यूटिंग उपकरणों के लिए हाथ से लिखे ओपनसीएल कोड के बराबर है।

HPVM 2.0 के मुख्य नवाचार:

• एक हेटेरो-सी++ भाषा फ्रंटएंड प्रस्तावित किया गया है, जो एचपीवीएम में संकलन के लिए सी/सी++ में एप्लिकेशन कोड के समानांतरीकरण को सरल बनाता है। हेटेरो-सी++ डेटा-स्तरीय समानता और पदानुक्रमित कार्यों के लिए एक्सटेंशन को परिभाषित करता है जो एचपीवीएम थ्रेड ग्राफ़ पर मैप होते हैं।
• Intel FPGAs पर कोड निष्पादन के लिए सहायता प्रदान करने के लिए एक FPGA बैकएंड जोड़ा गया है। निष्पादन को व्यवस्थित करने के लिए, OpenCL के लिए Intel FPGA SDK का उपयोग किया जाता है।
• डीएसई (डिज़ाइन स्पेस एक्सप्लोरेशन) फ्रेमवर्क जोड़ा गया है, जिसमें किसी दिए गए हार्डवेयर प्लेटफ़ॉर्म के लिए अनुप्रयोगों को स्वचालित रूप से ट्यून करने के लिए बाधाओं की पहचान करने के लिए कंपाइलर अनुकूलन और तंत्र शामिल हैं। फ्रेमवर्क में इंटेल से एफपीजीए के लिए एक तैयार प्रदर्शन मॉडल शामिल है और एचपीवीएम द्वारा समर्थित किसी भी डिवाइस के अनुकूलन के लिए अपने स्वयं के प्रोसेसर को कनेक्ट करना संभव बनाता है। अनुकूलन एचपीवीएम और एलएलवीएम डेटाफ्लो ग्राफ़ स्तर दोनों पर लागू किया जा सकता है।
• एलएलवीएम घटकों को संस्करण 13.0 में अद्यतन किया गया है।
• कोड आधार, लाइब्रेरी और उपयोगिताओं को नेविगेट करना आसान बनाने के लिए कोड को पुनर्गठित किया गया है।
• परीक्षण बुनियादी ढांचे में सुधार किया गया है, विभिन्न एचपीवीएम घटकों के लिए नए परीक्षण जोड़े गए हैं।

स्रोत: opennet.ru