Arquitetura unificada melhora desempenho de computadores em 20%

Pesquisadores da Universidade da Carolina do Norte desenvolveram uma nova técnica de interligação dos processadores gráficos com os processadores principais que aumenta o desempenho dos computadores em mais de 20%. O feito foi alcançado sem exigir a integração de nenhuma nova tecnologia de hardware em relação aos computadores fabricados hoje. O trabalho foi financiado pela AMD.

A técnica consiste em fazer com que as GPUs (graphics processing units, ou processadores gráficos) colaborem com as CPUs (central processing units, os processadores principais de cada computador).

Os fabricantes já começaram a produzir processadores de “arquitetura unificada”, que incluem as CPUs e as GPUs em um único chip, com ganhos de custos e de eficiência energética.

Segundo o Huiyang Zhou, Universidade da Carolina do Norte, um dos criadores da nova técnica, o núcleo da CPU e o núcleo da GPU continuam trabalhando quase exclusivamente em funções separadas. “Eles raramente colaboram para executar um determinado programa, de forma que eles não são tão eficientes quanto poderiam ser,” explicou.

As GPUs foram projetadas para executar programas gráficos, o que significa que elas são muito rápidas para executar cálculos individuais – tanto que as GPUs se transformaram nas peças principais de supercomputadores. As CPUs, por sua vez, não são tão rápidas, mas são muito mais flexíveis, podendo desempenhar tarefas mais complexas com maior eficiência.

O Dr. Zhou explicou que a técnica que ele e sua equipe desenvolveram consiste em permitir que os núcleos GPU executem as funções de cálculo, enquanto as CPUs carregam e preparam os dados que as GPUs vão precisar, vindos da memória.

Além disso, CPUs e GPUs leem os dados da memória praticamente na mesma velocidade, mas as GPUs conseguem triturá-los muito mais rapidamente. Dessa forma, a CPU fica responsável por descobrir o que a GPU vai necessitar em seguida, busca esses dados na memória e os entrega prontos, eliminando a necessidade de a GPU consultar e memória, deixando-a concentrada naquilo que ela tem de melhor, que é fazer cálculos.

Nos testes preliminares, a equipe mensurou uma melhoria de desempenho nessa arquitetura unificada de 21,4% em relação aos mesmos núcleos trabalhando da forma como trabalham hoje – nos novos chips onde ambos veem na mesma pastilha.

Com informações de Inovação Tecnológica