Multicore-Tools Dreifache Ausführungsgeschwindigkeit und Halbierung der Programmierzeit

Im EU-Projekt ALMA haben Wissenschaftler eine durchgängige Werkzeugkette entwickelt, die das Programmieren von Multicore-Prozessoren erleichtert. Wie Tests zeigen, senken die Tools den Zeit- und damit den Kostenaufwand beim Programmieren um bis zu 58 Prozent. Anwendungen laufen fast dreimal schneller als auf Einkernprozessoren.

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KIT Karlsruher Institut für Technologie

In neueren Desktop-PCs, Notebooks, Tablets, Smartphones, Kameras und vielen weiteren Elektronikprodukten stecken sogenannte Multicore-Systeme, die mehrere Prozessorkerne auf einem Chip vereinen. Die Kerne können parallel arbeiten und dadurch mehr Geschwindigkeit und Leistung bringen. Allerdings lassen sich diese Vorteile nur dann ausschöpfen, wenn die Software ihre Aufgaben auf zwei oder mehr Prozessorkerne verteilen kann, das heißt parallel programmiert ist. Das Programmieren erforderte bisher einen hohen Aufwand an Zeit und Kosten sowie spezielle Kenntnisse.

Im Rahmen des EU-Projekts ALMA, koordiniert von Professor Jürgen Becker, Leiter des Instituts für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV) des KIT, hat ein Konsortium aus Forschung und Industrie eine Werkzeugkette entwickelt, die dem Programmierer die Arbeit erheblich erleichtert: Gewöhnlich muss der Programmierer seinen Code, das heißt die Anweisungen an den Computer, an die parallele Hardware-Architektur anpassen.

Dies ist nicht nur mit viel Aufwand verbunden, sondern verhindert auch die Wiederverwendung des Codes für andere Hardware-Architekturen. Die ALMA Toolchain gleicht diesen Nachteil durch eine automatische Parallelisierung aus. So verbirgt ALMA die Komplexität von eingebetteten Mehrkernprozessoren und erzeugt zugleich optimierten parallelen Code.

Zum Abschluss von ALMA haben zwei Projektpartner, das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB; Karlsruhe und Ettlingen), sowie Intracom SA Telecom Solutions (Intracom; Griechenland) die Toolchain evaluiert. Beide setzten die ALMA Werkzeugkette ein, um eine existierende, für Einkernprozessoren programmierte Software auf einen Vierkernprozessor zu portieren. Als Referenzsoftware diente beim Fraunhofer IOSB eine Anwendung zur Multi-Objekterkennung und -verfolgung, bei Intracom Telecom eine WIMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) -Anwendung für den drahtlosen Zugang zu breitbandigem Internet.

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