Uppsalaforskning i framtidens mobilprocessorer

Framtidens mobiler behöver kunna lagra och bearbeta ännu större mängder data. Nu har Uppsalaforskare tillsammans med en världsledande industripartner tagit viktiga steg på vägen mot effektivare processorer.

– Vårt tillvägagångssätt har blivit en del av nästa standard för Arm-processorer och kommer att leda till avsevärt förbättrad prestanda för miljarder mobil- och molnenheter, säger David Black Schaffer, professor i datorteknik vid institutionen för informationsteknologi.

Att konstruera datorprocessorer som snabbt kan få tillgång till enorma mängder data har blivit avgörande för att hantera dagens växande datamängder. Nu har en ny och effektivare metod för att genomsöka stora datamängder utvecklats av forskare vid institutionen för informationsteknologi i samarbete med Arm, världens ledande designer av mobila processorer.

– Framsteget är ett nytt sätt att effektivare lagra och hitta de "översättningar" i minnet som behövs för varje åtkomst till data. De här översättningarna behövs för att garantera att programdata inte påverkas av andra program, men de har en kostnad, säger David Black-Schaffer.

Effektivare genomsökning av datastrukturen

Moderna operativsystem betalar vanligtvis ett högt pris för minnesöversättningar. Oftast kräver stora dataapplikationer många långsamma sökningar i huvudminnet för att hitta rätt översättning. Enligt David Black-Schaffer leder det till att många program tillbringar större delen av sin tid med att vänta på minnesöversättningar i stället för att beräkna resultat.

För att åtgärda detta har Uppsalaforskarna utvecklat ett nytt sätt att lagra översättningar som gör att dessa kan sökas igenom dubbelt så snabbt. Det har gjorts genom att minska antalet nivåer i den klassiska träddatastrukturen, där översättningar söks från trädets bas till bladknuten.

Dessutom har forskarna utformat en ny trädstruktur som gör det möjligt att använda mer minne för att öka hastigheten, men få bättre prestanda genom att minska antalet steg i sökningen. Avgörande är dock att de kunnat säkerställa att designen är kompatibel med befintliga operativsystem, berättar projektets ledare Chang Hyun Park vid institutionen för informationsteknologi.

– Arbetet med kollegorna på ARM har gett oss insikt i utmaningarna med att nå industriell implementering av våra resultat. Genom att ta itu med dessa problem tidigt kunde vi utveckla en teknik som inte bara är effektiv utan också praktisk. Vi är mycket glada över att se den bli en del av specifikationen för framtida processorer, säger Chang Hyun Park.

Anneli Björkman