p Os cientistas da computação desenvolvem algoritmos que controlam tudo, desde veículos aéreos não tripulados até computadores de mesa e telefones celulares em nossos bolsos. Mas pode ser complicado combinar o código que eles desenvolvem com sistemas de hardware que variam tanto. p "Cada uma dessas arquiteturas de hardware vem com seu próprio ambiente de programação, e você precisa de um especialista em hardware que entenda o que está sob o capô para que possa reestruturar seus algoritmos para sobrepor a arquitetura de hardware de destino, "disse Ali Akoglu, Professor associado da UA no Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação e no Instituto BIO5, diretor do Reconfigurable Computing Lab e diretor do site UA do NSF Center for Cloud and Autonomic Computing. "Só então você obtém um desempenho ideal."

p Akoglu está colaborando com pesquisadores da Arizona State University, Carnegie Mellon University e a University of Michigan, e das empresas Arm, EpiSys e GDMS, para resolver este problema desenvolvendo sistemas em chips, ou SoCs, que permitem que os desenvolvedores de software concentrem seus esforços no projeto de algoritmos e aplicativos, não em combiná-los com as estruturas do chip. Eles estão usando uma bolsa da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa, ou DARPA - a parte UA do qual é $ 820, 000 - para fazer isso.

p Projetando para DARPA

p Esses novos sistemas baseados em chip não irão mapear automaticamente o software para o hardware. A DARPA quer que os pesquisadores os projetem para serem "específicos do domínio", a fim de atingir um equilíbrio entre eficiência e flexibilidade, ou seja, ainda capaz de completar mais de uma tarefa, mas não tão generalizado a ponto de sacrificar a velocidade ou a qualidade das funções pela quantidade.

p Eles também devem ser capazes de incorporar novos aplicativos à medida que a tecnologia avança. Se um cientista da computação desenvolve código para uma função totalmente nova - como enviar hologramas para frente e para trás via texto - o SoC deve ser capaz de mapear o software dessa tecnologia no hardware do chip.

p A resposta da equipe ao desafio da DARPA é um "SoC heterogêneo reconfigurável por software avançado focado em domínio, "ou DASH-SoC. É um bocado, mas o tempo gasto dizendo que será mais do que compensado nos meses de trabalho pode salvar os cientistas da computação.

p "Quando você traz um aluno de pós-graduação para trabalhar com uma nova arquitetura de hardware, leva de três a seis meses para eles aprenderem o ambiente de programação, e mais seis meses para otimizá-lo, "Akoglu disse." Quando você considera este problema de produtividade, ter uma interface de sistema que traduz seu código para uma arquitetura de destino com o toque de um botão é uma meta muito ambiciosa. "

p Enquanto engenheiros de computação como Akoglu criam algoritmos que todos, de cirurgiões cardíacos a biólogos, usam para melhorar sua capacidade de prever resultados, A DARPA deseja especificamente sistemas para o domínio do software de rádio, que inclui aplicativos que variam de telefones celulares a segurança nacional.

p Cinco tarefas e cinco nanossegundos

p Há mais um elemento que faz esta nova tecnologia se destacar:A concessão DARPA estipula que o SoC seja capaz de executar cinco aplicativos ao mesmo tempo, o que significa equilibrar as demandas de cinco prioridades diferentes da maneira mais rápida e eficiente possível. Como um aluno que participa de cinco aulas, todas envolvendo a conclusão de uma série de tarefas, o chip precisa fazer um planejamento cuidadoso e alocação de recursos para que cada tarefa seja realizada para cada aplicativo.

p Esta é a parte do projeto que Akoglu e seu colaborador Umit Ogras da ASU estão liderando:desenvolver um agendador inteligente que mapeia quais áreas físicas do chip completam quais tarefas quando. "Inteligente" aqui significa que o agendador melhorará com o tempo por meio do aprendizado de máquina, a maneira como um aluno pode ser mais capaz de criar um cronograma eficiente durante o último ano do que no primeiro ano.

p "O planejador inteligente aprenderá como agendar as tarefas para processadores especializados e controlar a energia necessária para processá-los." Ogras disse. "Como resultado, vamos entregar muito poderoso, SoCs eficientes em termos de energia e fáceis de usar, que podem ser usados ​​em uma ampla variedade de aplicações de radar e comunicações. "

p O objetivo da DARPA é um agendador inteligente que leva apenas cinco nanossegundos para cada decisão. Chips com essa tecnologia de programação inteligente não existem hoje, então criá-los é ambicioso - criar um sistema tão rápido adiciona uma dimensão totalmente diferente, Akoglu disse.

p "Esse negócio de cinco nanossegundos está me causando pressão alta, "ele brincou." Mas sem definir essas metas agressivas, não podemos levar a tecnologia para o próximo nível. "