Dr. Sima Dezső IBM Cell Broadband EngineMint korábban megírtuk (Elektronet, 2008. április, p. 66), a Budapesti Műszaki Főiskola Neumann János Informatikai Kara (BMF NIK) együttműködik az IBM Böblingen és Austini Labóratóriumaival az IBM Cell Broadband Engine (Cell BE) processzor kutatásaiban. A kar alapítója, Sima Dezső professzor és csapata világszerte elismert a korszerű számítógép-architektúrák tervezési terének meghatározása és elemzése terén, az IBM részéről ezért döntöttek úgy, hogy együttműködnek a BMF NIK-kel. A főiskolán kifejlesztett tervezésitér-elemzés nagyon jó alapul szolgál a Cell BE-fejlesztések, kutatások fő vonalait megjelenítő architektúratípusok összehasonlító vizsgálatához. Sima Dezső arról tájékoztatta lapunkat, milyen konkrét feladatokat végeznek el munkatársaival az együttműködés keretében

A megállapodás elsődlegesen magának az IBM CE BE-architektúrájának a továbbfejlesztésével kapcsolatos elemzésekre, kutatásra terjed ki. A BMF NIK csapata a következő egy évben elemzi a többmagos processzorokon alapuló rendszerek architektúrájának tervezési terét és a fontosabb többmagos architektúratípusok teljesítménypotenciálját. Sima Dezső szerint a többmagos processzorok a processzorfejlődés szükségszerűségszerű állomását jelentik, ám továbbfejlesztésük részletei egyelőre még nem rajzolódtak ki. Nagyobb magszámok esetén, azaz nyolc, vagy nyolcnál több magot tartalmazó processzoroknál a korábbi, hagyományos két-, vagy négymagos processzoroknál használt kapcsolóhálózatok már nem használhatóak („telítődnek”), és más, például gyűrűalapú kapcsolóhálózatok szükségesek. Az IBM hatalmas befektetéssel új irányt vett a processzorok fejlesztése terén, amelynek első eredménye 2006-ban az első Cell BE megjelenése volt.

Jelenleg már a harmadik generációval, az úgynevezett Advanced Cell BE processzorral foglalkoznak az IBM kutatói, fejlesztői. A Kék Óriás egyik fő célja, hogy processzorfejlesztése eredményeinek versenyképességét más főirányokkal szemben megőrizze. Ennek a közelmúltból két látványos eredménye is van: a kaliforniai Los Alamos-i kutatóközpont a 13 ezer(!) Cell BE-t és 7000 AMD Pteron processzort tartalmazó IBM Roadrunner- rendszerre cserélte le eddigi Cray-rendszerét (amelynek teljesítménye 1,33 petaflops (másodpercenként 10 a tizenötödiken lebegőpontos művelet), s ezzel a Roadrunner a világ jelenleg leggyorsabb rendszere). A másik: a legutóbbi, júniusi drezdai szuperszámítógép-fórumon kiderült: az IBM Cell BE az azonos disszipációra eső teljesítmény (gigaflops/watt) tekintetében máris második-harmadik helyen áll a világon.
Ebben a valóban technológiai csúcsot jelentő munkában vesz részt a BMF NIK ötfős fiatal szakembercsapata, Sima Dezső vezetésével. Feladatuk többrétű, ám egyik – annak talán leglényegesebb – eleme az, hogy néhány évre előretekintve vizsgálják a várható fejlesztési főirányokat. Ezen belül foglalkoznak a többmagos processzorok jövőbeni fejlődésének lehetséges főirányaival, valamint azzal, milyen szűk keresztmetszetek (pl. memóriaellátás; a technológiák határainak hatásai; a memóriákat összekapcsoló elemek sávszélességi határai) alakulnak ki az egyes fontosabb többmagos processzor-architektúra-alternatívákban. Vizsgálják továbbá a főbb alkalmazási területeken az egyes rendszerarchitektúra alternatívák (homogén, hagyományos, többmagos processzorok, sokmagos processzorok, heterogén master-slave elvű, többmagos CPU-k, mint például az IBM Cell BE változatai, vagy a heterogén add-on elvű, GPU-kat is integráló, többmagos processzorok) teljesítményét. E téren igyekeznek áttekintést nyerni arról, hogy a különböző programozási paradigmákkal, fordítóprogramokkal ezeken az architektúrákon milyen teljesítmények érhetők el. Harmadik elvégzendő részfeladatuk: jellemzően diszkrét eseményszimulációval az egyes rendszerek teljesítményének a meghatározása, a teljesítményt korlátozó szűk keresztmetszetek azonosítása. Közelebbről: a több processzorból, több magból, kapcsolóhálózatokból és memóriából álló rendszer elemei közötti együttműködést kell szimulálni. A vizsgálatok között van memóriaátviteli vizsgálat, processzorok közötti kommunikáció szimulációja, megszakításvizsgálat. Több olyan terület létezik itt, amire a szimulálandó rendszer bonyolultsága miatt még nincsenek kiforrott megközelítések, így a NIK csapata az IBM munkatársaival együttműködve keresi a szimuláció leghatékonyabb megoldásait. Ez a három feladat (rendszerarchitektúra-kibontás, teljesítménymérés, szimuláció) szakmailag igen értékes és érdekes kutatási feladatot jelent a BMF NIK processzorokkal foglalkozó kutatócsoportjának. Sima Dezső örömmel említette meg, hogy az időről időre zártkörűen megtartott IBM Cell Fórumok újabb állomására idén ősszel Budapesten kerül sor, ahol a BMF Cell kutatócsoportja is beszámol majd az addig elért eredményekről.
A valódi együttműködés bizonyítéka a felek között kéthetente megtartott telefonkonferencia, a folyamatos ad-hoc jellegű e-mail- vagy telefonkontaktuson túlmenően. A végső eredményektől függően meghosszabbítható kooperáció mostani szakaszában is az IBM fejlesztői szorosan együttműködnek a BMF kutatóival, és a munka eredményei hasznosulni fognak a Cell BE következő generációjának kialakításánál.