Uma arquitetura que permite a um número indefinido de instruções serem executadas a qualquer momento, simplificando a vida dos programadores
Para utilizar processadores “multicore”, a indústria de TI precisa repensar radicalmente a arquitetura básica do computador que utilizou nos últimos 50 anos, afirma Uzi Vishkin, pesquisador da Universidade de Maryland, na edição de Janeiro da Communications, uma publicação da Association for Computing Machinery.
“A recente e dramática transição dos sistemas de computação com processador único para os sistemas com muitos processadores em paralelo requer a reinvenção da informática para desenvolver e programar os novos sistemas”, argumenta no texto Uzi Vishkin, professor do Institute for Advanced Computer Studies na Universidade de Maryland.
Para resolver essa questão, Vishkin criou uma nova abstracção de arquitetura, denominada ICE (Immediate Concurrent Execution), desenvolvida com financiamento da National Science Foundation dos EUA.
Segundo ele, a arquitetura básica do computador que usamos hoje é baseada em conceitos avançados elaborados pelo matemático John von Neumann nos anos de 1940. Nesta arquitetura, dados e programas são mantidos na memória do computador e alimentam a CPU. Os programas são executados através de um contador de programa, que fornece à CPU o endereço da próxima instrução a executar. Esta abordagem permite o que Vishkin chama de computação em série, um “design” em que “qualquer instrução única disponível para a execução de um programa em série é executado imediatamente”. Mas isso é limitado, pois permite apenas uma única instrução executada por vez.
Numa época de processadores “multicore” e de grandes quantidades de memória disponíveis, este limite é desnecessário, argumenta Vishkin. Em vez disso, várias instruções podem ser executadas muito mais rapidamente em paralelo – tudo ao mesmo tempo.
A alternativa de Vishkin muda a arquitetura de von Neumann, permitindo a um número indefinido de instruções serem executadas a qualquer momento, simplificando a vida dos programadores. Com o ICE, “pode-se sonhar com qualquer número de instruções desde que a entrada para uma não seja a saída para outra”, diz. O programador não tem de se preocupar com a quantidade de processadores disponíveis para a tarefa.
A ICE, defende Vishkin, exigiria mudanças na concepção do hardware. Para esta abordagem funcionar, os processadores exigiriam uma elevada largura de banda e uma baixa latência de rede entre os processadores e a memória. O hardware teria um processador de núcleo único para controlar todos os outros núcleos. Se o código for serial, pode ser executado nesse núcleo. Se houver instruções adicionais, o processador central pode distribui-las para os outros núcleos.
Vishkin tem seis patentes sobre a tecnologia e o grupo de investigação construiu um protótipo de hardware para funcionar com a abstração do ICE.
