Повышение производительности программ для процессоров архитектуры RISC-V
Иосиф Мееров, заведующий кафедрой высокопроизводительных вычислений и системного программирования Института информационных технологий, математики и механики (ННГУ) поделился впечатлениями от работы, которую выполнили специалисты этого вуза. Речь идет о возможности ускорения вычислений на существующих прототипах устройств RISC-V за счет улучшения векторизации нескольких алгоритмов компьютерного зрения и машинного обучения в широко используемой библиотеке OpenCV. Результаты этой работы изложены в статье «Improved vectorization of OpenCV algorithms for RISC-V CPUs», опубликованной в Lobachevskii Journal of Mathematics.
Новая архитектура микропроцессоров RISC-V перспективна с точки зрения разработки микропроцессоров, которые в будущем могут использоваться как в устройствах мобильного класса, так и в высокопроизводительных серверах. В настоящее время наблюдается активное развитие тематики, связанной с RISC-V. Предлагаются новые расширения системы команд, появляются все более производительные устройства, развивается системное программное обеспечение. По словам И. Меерова, для рационального использования устройств с новыми процессорами необходимо соответствующим образом адаптировать коды прикладных программ, решающих конкретные задачи. В рамках работы, выполненной в ННГУ, изучалась возможность ускорения вычислений на имеющихся устройствах с процессорами RISC-V в библиотеке алгоритмов компьютерного зрения и машинного обучения OpenCV, широко применяемой в науке и в индустрии. Библиотека OpenCV не только содержит много полезных алгоритмов, но и очень удачно спроектирована, что и позволило специалистам ННГУ сравнительно быстро адаптировать ее код для использования векторных команд процессоров RISC-V. В итоге выполненной работы было показано, что векторизация позволяет значительно ускорить работу некоторых алгоритмов на процессорах новой архитектуры.
Данная работа является одним из примеров исследований и разработок в области оптимизации программ для процессоров RISC-V, выполняемых в институте ИТММ ННГУ. Основные задачи этой деятельности – выработка подходов к повышению эффективности использования вычислительных ресурсов новых устройств, а также разработка и оптимизация прикладного программного обеспечения. Результаты исследований оперативно внедряются в образовательный процесс, совместно с партнерами из Альянса RISC-V проводятся научные школы, организуются семинары и секции на конференциях в области программирования для процессоров RISC-V.
Работа поддержана программой «Приоритет-2030» российского национального проекта «Наука и университеты», участником которой является ННГУ.
