Por Henrique Freitas

De 26 a 31 de maio deste ano estive em New Orleans, USA, para apresentação de um trabalho e participação no International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS). Nesta conferência foi possível discutir conceitos, técnicas e tendências para o projeto de arquiteturas multi-core. De forma mais específica, quais as implicações na comunicação interna do chip e como seria um novo cenário onde chips multi-core pudessem suportar vários sistemas operacionais através de virtualização.

Bom, como se trata de uma conferência onde o hardware é o protagonista, a discussão nesta área focou para um cenário multi-core onde todo o sistema computacional encontra-se dentro do chip. Para este segmento de pesquisa existe um nome bem apropriado: System-on-Chip (SoC). Neste chip além de todos os núcleos de processamento existe uma rede de comunicação interna (Network-on-Chip ou NoC) e boa parte dos periféricos do sistema. Portanto, quase tudo dentro do chip. Pode parecer, mas os SoCs não são uma novidade tão recente. Basicamente todos os sistemas embarcados atualmente utilizam SoCs. A questão é a seguinte: o que já era normal em sistemas embarcados passa a ser uma prioridade também para os sistemas de propósito geral e de alto desempenho. Neste caso, os processadores comerciais mais conhecidos que são utilizados em computadores pessoais, servidores e sistemas de alto desempenho.

Bom, mas e a virtualização?

Em um chip multi-core com centenas de núcleos de processamento, o suporte a virtualização de certa forma parece mais simples (por exemplo: um sistema operacional por núcleo de processamento), mas também oferece desafios que estão ligados a um bom projeto de conjunto de instruções e como a comunicação interna deverá suportar as demandas de comunicações entre os sistemas operacionais além dos diversos sistemas externos ao chip. Em resumo, neste novo cenário os chips multi-core dependem dos estudos em diversas áreas (não podemos esquecer da organização das memórias cache) para que realmente se consiga no futuro extrair desempenho de toda a infra-estrutura disponível dentro do chip.

No ISCAS a grande discussão foi a Lei de Moore. Estudos dizem que até o final da próxima década a está lei estará estagnada. Portanto, a capacidade de integração de transistores tem limite e estamos próximos dele. A solução é aumentar a capacidade de integração de sistemas dentro de um chip. Voltamos, portanto, aos Systems-on-Chip. Capacidade de integração significa produtos mais baratos. Uma outra vantagem é a capacidade de aumentar as funcionalidades do produto. Um bom exemplo é o celular. A capacidade de integração é um ponto muito importante para a evolução dos produtos que hoje estão disponíveis. O mercado depende disto e os consumidores também. Portanto, toda a potencialidade da virtualização também depende da capacidade de integração de sistemas em um chip.

Uma outra questão abordada foi a demanda por informação que cresce a cada dia. Alguma novidade? Bom, qual a velocidade de crescimento da capacidade de integração de sistemas? Qual a velocidade de crescimento da largura de banda disponível para o acesso aos sistemas ou SoCs? Não é difícil concluir que a largura de banda cresce a altas taxas. Portanto, a demanda por informação é um impulsionador para o avanço dos SoCs. Com uma demanda grande por informação é necessário ter uma alta capacidade de vazão destas informações. Ou seja, receber a grande quantidade de pedidos ou requisições e devolver este volume de informação o mais rápido possível. Novamente a virtualização aparece como uma boa alternativa para aumentar o desempenho. Quanto maior a quantidade de sistemas operacionais sobre uma plataforma virtualizada, maior a capacidade de responder aos pedidos (obviamente esta afirmação depende de uma série de fatores que podem influenciar no desempenho). Afinal, cada sistema operacional pode representar um servidor lógico diferente. Pensando em desempenho, o projeto de um conjunto de instruções para o suporte a virtualização pode aumentar o desempenho das máquinas virtuais e, portanto, dos sistemas operacionais e serviços disponíveis nos servidores lógicos.

Algumas fotos do ISCAS:

O hotel onde aconteceu o evento
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As diversas salas para apresentações dos trabalhos
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Coffee Break durante os intervalos (estou com uma camisa marrom)
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Pôster do trabalho apresentado no ISCAS
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Freitas, H. C., Colombo, D. M., Kastensmidt, F. L., Navaux, P. O. A., "Evaluating Network-on-Chip for Homogeneous Embedded Multiprocessors in FPGAs", In: IEEE International Symposium on Circuits and Systems, ISCAS 2007, New Orleans, USA, pp.3776-3779, 2007

Fotos de New Orleans não faltam na Internet. Visitando pelo Google Earth é possível encontrar fotos de diversos pontos da cidade.

Agora é esperar o ISCAS 2008!

Last edited Jun 4, 2008 at 3:22 PM by henrique, version 21

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