Automatik macht Prozessor-Entwicklung schneller

Das von den Forschern der NCSU entwickelte Programm mit dem Namen FabScalar soll laut 'The Abstract' unter anderem die Entwicklung von vielseitigen Prozessoren mit einer großen Anzahl spezialisierter Kerne beschleunigen. Auf diese Weise sollen künftig zum Beispiel die in Smartphones und Tablets verwendeten System-on-Chip-Designs schneller erstellt werden können, bei denen neben den eigentlichen CPU-Kernen auch noch Prozessoren für Grafikberechnung und Netzwerkaufgaben integriert sind.

Bisher setzen die Hersteller häufig lieber auf die Verwendung von nicht-spezialisierten Cores, die eine Vielzahl von Aufgaben einigermaßen gut bewältigen. Da der Trend heute jedoch zu Multi-Core-Designs geht, gehen Chipentwickler davon aus, die Leistung von Prozessoren durch die Integration größerer Zahlen von spezialisierten Kernen steigern zu können, die ihre jeweiligen Aufgaben besonders gut erledigen können.

Um derartige Designs umzusetzen, sind derzeit jedoch noch große Mengen an Personal notwendig. Zunächst entwickeln die Ingenieure die Spezifikationen der Prozessor-Architektur, sie legen also fest, welche Kerne wie groß sein müssen, um bestimmte Aufgaben unter den gewünschten Voraussetzungen zu erfüllen.

Steht die Spezifikation der Prozessor-Architektur fest, müssen die Vorgaben in ein konkretes Implementations-Design übertragen werden, um den Kern auch tatsächlich zu produzieren. Da dieser Vorgang extrem aufwändig ist, vergehen bisher teilweise Jahre, bis die physische Umsetzung der jeweiligen Architektur zufriedenstellend umgesetzt ist. Die Forscher der NCSU wollen genau diesen zweiten, kostenintensiven Schritt mit ihrer Software automatisieren.

Dazu wird das Tool mit den Vorgaben für die jeweilige Prozessor-Architektur gefüttert und erstellt auf dieser Basis das Design des Prozessors automatisch. Mit diesen Daten können die Chiphersteller dann die zur eigentlichen Fertigung der Prozessoren benötigten "Blaupausen" erstellen.

Der große Vorteil der von den Forschern der NC State University entwickelten Software liegt darin, dass man künftig innerhalb von wenigen Monaten - anstatt innerhalb von Jahren - von der Spezifikation der Prozessor-Architektur zur Fertigung der tatsächlichen Chips übergehen kann. Auf diese Weise sollen schneller Multi-Core-Chips entstehen, die vielseitigere Endgeräte zulassen, die längere Laufzeiten bieten, so das Versprechen der Forscher.

Die Entwicklung von FabScalar erfolgte unter anderem mit Unterstützung von IBM und Intel. Die Forscher haben umfangreiche Informationen zu ihrer Software in einem entsprechenden White-Paper zusammengefasst.