Ngôn ngữ lập trình mới do MIT tạo ra có thể giúp chương trình chạy nhanh gấp 4 lần

19/10/2019

Việc này đặc biệt có ích khi một chương trình phải xử lý song song các khối dữ liệu khổng lồ mà không làm tốc độ thực thi chậm hơn.

 

Các dữ liệu lớn ngày nay đặt ra các vấn đề khác nhau cho các kỹ thuật quản lý bộ nhớ hiện tại, vốn dựa trên nguyên tắc cục bộ (principle of locality). Nguyên tắc này được diễn giải như sau: nếu một chương trình cụ thể phải truy cập vào dữ liệu tại một vị trí trên bộ nhớ, nó cũng cần cả các khối bộ nhớ xung quanh.

Nhưng khi một chương trình phải xử lý dữ liệu lớn, bao gồm hàng núi dữ liệu nằm phân tán ở nhiều nơi trên thanh ghi của bộ nhớ, nguyên tắc cục bộ này lại trở thành một trở lực về hiệu năng khi nó dẫn đến việc thực thi chương trình trở nên chậm chạp hơn. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm về Khoa học máy tính và Trí tuệ nhân tạo của MIT (CSAIL) đã phát triển một ngôn ngữ lập trình mới, có tên gọi là Milk.

Khi so sánh với các ngôn ngữ lập trình hiện nay khi được sử dụng để xử lý dữ liệu lớn, một chương trình viết bằng Milk chạy nhanh gấp 4 lần. Tại sao nó lại có thể đạt được tốc độ như vậy? Bí mật nằm ở cách các lõi bộ xử lý thu thập và lưu dữ liệu trong bộ nhớ đệm.

Các chip máy tính ngày nay không được tối ưu cho xử lý các dữ liệu phân tán. Do việc lấy dữ liệu từ thanh ghi bộ nhớ chính của con chip rất chậm, nên mỗi nhân của bộ xử lý trong con chip hiện đại đều có một bộ nhớ đệm riêng, một thanh ghi bộ nhớ tốc độ cao, tương đối nhỏ và gắn liền bên trong, để lưu dữ liệu. Thông thường, thay vì lấy về một mục dữ liệu duy nhất từ bộ nhớ chính, mỗi lõi sẽ lấy về cả khối dữ liệu, gồm mục dữ liệu cần thiết và các dữ liệu ở lân cận.

Trong khi đó, Milk tiếp cận theo một cách khác. Nó đơn giản chỉ thêm một vài dòng lệnh (command) vào OpenMP, một phần mở rộng được sử dụng bởi các ngôn ngữ lập trình khác như C và Fortran để việc viết code cho các bộ xử lý đa nhân trở nên dễ dàng hơn. Với Milk, các lập trình viên có thể chèn một vài dòng code bổ sung vào bất kỳ tập lệnh nào của lõi đang tìm kiếm dữ liệu. Sau đó, trình biên dịch của Milk sẽ giải quyết các vấn đề về bộ nhớ theo cách như sau:

Với chương trình viết bằng Milk, khi lõi bộ xử lý phát hiện nó cần một mục dữ liệu nào đó, nó không yêu cầu mục dữ liệu đó (cũng như các mục dữ liệu lân cận) từ bộ nhớ chính. Thay vào đó, nó thêm địa chỉ của mục dữ liệu vào một danh sách địa chỉ, được lưu cục bộ trên lõi bộ xử lý.

Khi tất cả các danh sách đã có đủ địa chỉ của những mục dữ liệu, các lõi bộ xử lý sẽ gộp các danh sách đó lại, nhóm các địa chỉ ở gần nhau lại với nhau, và tái phân phối chúng về các lõi của bộ xử lý. Bằng cách này, mỗi lõi sẽ chỉ yêu cầu các mục dữ liệu mà nó cần và việc lấy dữ liệu về cũng sẽ diễn ra hiệu quả hơn.

Dưới đây là nhận xét của Matei Zaharia, trợ lý giáo sư tại Đại học Stanford, khi nói về Milk:

"Milk giúp giải quyết thiếu sót này bằng cách tối ưu hóa việc truy cập bộ nhớ trong cấu trúc lập trình thông thường. Công trình này kết hợp các kiến thức chi tiết về thiết kế của bộ điều khiển bộ nhớ với kiến thức về trình biên dịch, để làm tốt việc tối ưu trên các phần cứng hiện tại."

Cuối tuần này, Milk sẽ được giới thiệu tại Hội nghị Quốc tế về các Kiến trúc song song và Kỹ thuật biên dịch (International Conference on Parallel Architectures and Compilation Techniques) tại Israel từ ngày 11 đến ngày 15 tháng Chín năm 2016.

GenK - Tham khảo MIT.edu

 

Tin liên quan

06/12/2021

Viettel IDC thông báo mời tham gia đề xuất Tháng 12/2021

Công ty TNHH Viettel – CHT (Viettel IDC) có nhu cầu Thanh lý các thiết bị. Kính mời Quý Công ty tham gia đề xuất phương án thu mua hàng thanh lý.

29/11/2021

Webinar: Xây dựng, bảo mật nền tảng điện toán đám mây - Cơ sở hạ tầng quan trọng trong chuyển đổi số

Trong khuôn khổ Dự án “Chuyển đổi số cho doanh nghiệp trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0”, Phòng Thương mại và Công nghiệp Việt Nam (VCCI) phối hợp với Viettel IDC và Akamai Technologies tổ chức hội thảo trực tuyến.

12/11/2021

​Viettel IDC hoàn thành đánh giá chứng nhận ISO/IEC 20000-1:2018 về quản lý dịch vụ CNTT

Tháng 10/2021, Viettel IDC đã chính thức hoàn thành và được TÜV Rheinland cấp chứng nhận ISO/IEC 20000-1:2018 – tiêu chuẩn toàn cầu mô tả các yêu cầu đối với hệ thống quản lý dịch vụ công nghệ thông tin (ITSM).

25/10/2021

Webinar: Bứt tốc chuyển đổi số hậu Covid-19 với Hybrid Cloud

Trong những năm gần đây, Hybrid Cloud đã không còn là một thuật ngữ xa lạ đối với các doanh nghiệp trong cuộc đua chuyển đổi số. Là sự kết hợp giữa Public Cloud và Private Cloud hoặc hạ tầng data center sẵn có, mô hình Hybrid Cloud được xem là sự lựa chọn ưu việt và linh hoạt nhất, cho phép doanh nghiệp xây dựng một giải pháp tùy chỉnh, đáp ứng với nhu cầu phát triển thực tế tại từng thời điểm.

23/09/2021

Webinar: AI và Bảo mật trong Chuyển đổi số ngành BFSI

Chuyển đổi số là xu thế tất yếu trong tất cả các lĩnh vực, tuy nhiên trong hành trình chuyển đổi đó chắc chắn các tổ chức sẽ gặp phải những khó khăn thách thức về cơ sở hạ tầng, kết nối, ứng dụng công nghệ.

16/09/2021

Viettel IDC chính thức có mặt trên Zalo

Với mục tiêu hỗ trợ người dùng đa kênh, đa nền tảng và mong muốn kết nối nhanh nhất đến các Quý khách hàng, Viettel IDC chính thức có mặt trên nền tảng mạng xã hội Zalo từ 15/09/2021.

26/08/2021

Trung tâm dữ liệu Viettel IDC đạt Giải Vàng tại Giải thưởng Kinh doanh quốc tế IBA Stevie Awards (IBA)

Tại giải thưởng IBA năm nay, Trung tâm dữ liệu của Viettel IDC được đánh giá và trao giải Vàng cho hạng mục Đơn vị cung cấp cơ sở hạ tầng tốt nhất.

20/08/2021

Sản phẩm chuyển đổi số giúp Viettel có năm thành công nhất tại IBA 2021

Năm 2021, Tập đoàn Công nghiệp - Viễn thông Quân đội (Viettel) có 22 giải thưởng tại Giải thưởng Kinh doanh Quốc tế (IBA), gấp 4,4 lần so với năm 2020, chiếm gần một nửa số giải mà 13 doanh nghiệp Việt Nam tham dự đạt được

14/07/2021

Trung tâm dữ liệu đạt giải IT World Awards của Viettel IDC chuẩn quốc tế như thế nào?

Viettel IDC Data center – Hệ thống trung tâm dữ liệu Viettel IDC giành giải Bạc hạng mục Data center Infrastructure Management – Giải thưởng CNTT thế giới IT World Awards 2021.

09/07/2021

Viettel là doanh nghiệp Việt Nam đạt nhiều giải thưởng nhất tại IT World Awards 2021

QĐND Online - Ngày 8-7, theo công bố chính thức của ban tổ chức Giải thưởng Công nghệ thông tin Thế giới - IT World Awards 2021, Viettel là doanh nghiệp Việt Nam đạt nhiều giải thưởng nhất tại Giải thưởng Công nghệ thông tin thế giới - IT World Awards 2021.

// doi link