A jövő számítógépe csak tippelget
Megközelítő számításokra képes számítógépen dolgoznak a Purdue egyetem kutatói. A szakértők szerint így energiatakarékos és hatékony eszközök hozhatók létre, mivel azoknak nem kell minden problémára pontos válaszokat adni, egyes feladatoknál elég a közelítő eredmény.
Évről évre gyorsabb, hatékonyabb, ám energiaigényes hardverek látnak napvilágot, a fogyasztás csökkentésére pedig csak a teljesítmény rovására van lehetőség. A Purdue egyetem kutatói szerint azonban ennek nem kell így lennie, és új megközelítésből vizsgálták a problémát. A szakértők újfajta számítógépek kifejlesztésébe kezdtek, amelyek képesek megközelítő számításokat végezni olyan feladatok esetében amelyek nem igényelnek száz százalékos pontosságot - ezzel csökkentve az energiafogyasztást és növelve a hatékonyságot.
Nem mindig kell tökéletes eredmény
Anand Raghunathan, az egyetem professzora szerint az új módszerre azért van szükség, mert az utóbbi években gyökeresen megváltozott a számítási feladatok természete, és újfajta erőforrásokra is megjelent az igény. A számítógépeket jelenleg precíz “számológépeknek” tervezik, amelyek egy-egy problémát megoldva pontos eredményeket kell produkálniuk. A mai számítási igények azonban már jócskán átlépik ezt a keretet, miután a különböző beépített és mobileszközök egyre okosabbak lesznek, és sokféle adattal kell dolgozniuk.
Mára egyre több olyan alkalmazással találkozunk, amely képes megbirkózni a külvilág zajos információival, és statisztikai, vagy valószínűség szerinti számításokkal dolgozik. A hasonló számítások természete eltér a hagyományos műveletekétől, ahol pontos megoldásra van szükség: ilyen esetekben sokszor nincs egyértelmű válasz, így olyat kell találni ami elfogadható minőségű, de nem feltétlenül tökéletes.
Nyerd meg az 5 darab, 1000 eurós Craft konferenciajegy egyikét! A kétnapos, nemzetközi fejlesztői konferencia apropójából a HWSW kraftie nyereményjátékot indít.
A számítógépeket ugyanakkor éppen a precíz kalkulációkra szánják, még akkor is ha nincs rá szükség. A megközelítő számításokkal dolgozó gépek ugyanakkor az emberi agyhoz hasonlóan határoznák meg, hogy milyen mértékű pontosságra van szükség, és ennek megfelelően végeznék el a feladatot. Azzal, hogy a jelenlegi rendszerek pontosság tekintetében folyamatosan “teljes gőzzel” dolgoznak, a hatékonyság kárára megy és még energiát is pazarol. Raghunathan szerint a módszer hasonló ahhoz, mint mikor az ember próbál egyre pontosabban megbecsülni egy értéket. Ha azt kell meghatároznunk, hogy 500 osztva 21-gyel nagyobb lesz-e egynél, gondolkodás nélkül rávágjuk hogy igen, ha viszont arra vagyunk kíváncsiak, hogy kisebb-e 30-nál már egy kicsit többet kell gondolkoznunk. Jelenleg azonban a számítógépek egyféle módszerrel képesek dolgozni, így mindig a pontos eredményt határozzák meg.
Kétszeres hatékonyság
A Purdue egyetem kutatói egy Quora névre keresztelt processzort fejlesztettek, hogy gyakorlatban is demonstrálni tudják az eljárást, valamint bemutassák, hogy a programozható processzorok esetében hogyan alkalmazható a technika, amely így a szerverekbe és konzumer PC-kbe, illetve egyéb elektronikai eszközökbe is eljuthat. Eredményeiket az utasításkészlet módosításával tudták elérni, amely a processzor hardvere és szoftvere között hivatott interfészt alkotni. A készlethez úgynevezett “minőségmezőket” adtak, amelyek segítségével a szoftver közölheti a hardverrel, hogy milyen mértékű pontosságra van szükség. A módszerrel képesek voltak megduplázni a processzor energiahatékonyságát.
Amennyiben a technológia kiforrottabbá válik, az energiatakarékosabb, hatékonyabb és egyben olcsóbb készülékek megjelenését jelentheti, miután azok kisebb számítási kapacitásból is jól tudnak majd gazdálkodni. A kutatók eredményeikről az IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture konferencián számoltak be. Korábban a houstoni Rice Egyetem tudósai is fejlesztettek hasonló processzort, amelynek prototípusát nyáron mutatták be.