Pieter Edelman
21 February 2012

If you can‘t beat them, join them moeten onderzoekers van de universiteiten van Pennsylvania en Michigan hebben gedacht bij hun inzending voor het Symposium on High-Performance Computer Architecture in New Orleans. Ze beschrijven hierin een nieuwe aanpak waarmee mobiele apparatuur flink zwaardere rekentaken aankan zonder het thermische budget te overschrijden: flink opstoken, maar alleen voor een kort moment.

Elke chipgeneratie neemt de transistordichtheid toe, maar transistoren blijven per stuk bijna evenveel warmte produceren. Per saldo worden chips dus heter en (met name) mobiele devices kunnen steeds minder goed gebruikmaken van de toenemende hoeveelheid transistoren. Chipontwerpers snijden ze daarom steeds vaker toe op specifieke taken zoals audio en video – functionaliteit die alleen zo nu en dan wordt ingezet.

Met die aanpak is echter niet elke willekeurige rekentaak te versnellen. Als de hardware er niet op is toegesneden, dan moet de CPU de taak afhandelen. De Amerikaanse onderzoekers denken een andere oplossing te hebben gevonden, die ze computational sprinting hebben gedoopt: accepteer gewoon dat je de CPU-kracht niet altijd volledig kunt benutten, maar bouw je systeem zo dat je soms eventjes alle registers kunt opentrekken. In hun paper stellen ze een systeem voor dat normaal op een core van 1 watt draait. Moet het echter een rekenintensieve taak uitvoeren zoals beeldherkenning, dan schakelt het tot wel zestien van dergelijke cores in gedurende enkele honderden milliseconden. Daarna moet het weer voldoende afkoelen voordat het een volgende sprint kan trekken.

In een simulatie laten de onderzoekers zien dat de aanpak de responsiviteit ten goede komt. Ze willen het idee nu in hardware gaan vangen. Daar zijn wel wat onorthodoxe aanpassingen aan het systeem voor nodig: ze stellen voor een blok paraffine (kaarsvet) nabij de processor te plaatsen dat bij het smelten de plotselinge hitteklap opvangt.