ג'יימס ריינדרס, אינטל העולמית: "מקביליות היא העתיד – מי שמבצע משימות בטור נידון לכישלון"

"המקביליות היא העתיד – מי שמבצע כיום משימות בטור נידון לכישלון. העתיד הוא רק בתכנות מקבילי". בקביעה חד משמעית זו פתח ג'יימס ריינדרס, אוונגליסט התוכנה הראשי ומנהל מוצרי פיתוח התוכנה באינטל (Intel) העולמית, את הכנס השנתי של מפיצי התוכנה של החברה, שנערך השנה בברצלונה, ספרד.

לדבריו, כיום נראה שהגיע לקיצו המרוץ לייצור מעבדים חזקים ומהירים יותר על שבב סיליקון בשטח קטן יותר והאצת מהירות השעון. בעידן ה-32 ננו-מטר החום הנפלט אינו נשלט יותר. לכן, מהירות השעון תיוותר כפי שהיא – במהירויות של עד 2 ג'יגה-הרץ, כאשר מעבדים עתירי ביצועים במיוחד יגיעו למהירות שיא של 3 ג'יגה-הרץ. הגישה השלטת כיום היא לייצר על פיסת סיליקון גדולה יותר, מעבדים מרובי ליבות שיעבדו במקביל. כל ליבה לא תצטרך לעבוד במהירות שעון מואצת יותר, אך עיבוד מקבילי של כמה ליבות יאיץ את קבלת תוצאת העיבוד הסופי. כבר כיום המעבדים המותקנים בשרתים ותחנות עבודה בנויים לריבוי ליבות, וסביר שכבר בעתיד הקרוב יצטרפו מעבדי התחום התחתון של אינטל לחגיגה.

הליבות הרבות של המעבדים מעניקים מהירות עיבוד גבוהה יותר ליישומים הרצים עליהם רק אם מערכות ההפעלה יודעות לנצל את תכונות העיבוד המקבילי. יש מערכות הפעלה וקומפיילרים אחדים המסוגלים לעבוד במקביליות, אך הם מוגבלים למדי. כאן נכנסת לתמונה אינטל, ומציעה את כלי התוכנה שלה לשיפור התכנות המקבילי. זה העולם והחזון של ריינדרס.

תוסף לסביבת הפיתוח של מיקרוסופט

ריינדרס עובד באינטל כבר 21 שנה – בדיוק מחצית מחיי החברה, ומוכר בעולם כמי שאחראי על הפצת בשורת התכנות המקבילי על פלטפורמות מרובות מעבדים. ריינדרס עובד, כאמור, בחטיבת התוכנה, שתפקידה לסייע בהגברת מכירות החומרה של אינטל, כלומר לסייע למכירת שלל המעבדים לפלטפורמות המיחשוב – משרתים ותחנות עבודה, דרך ניידים ומכשירים סלולריים ועד התקנים משובצים (embedded).

המחזור השנתי של אינטל מגיע לקצב של 40 מיליארד דולרים ואילו היקף מכירות התוכנה נמוך בהרבה ומוערך בכמה מאות מיליוני דולרים בלבד. אך כידוע, חומרה מתקדמת ככל שתהיה לא מממשת את יעודה ללא תוכנה שתייעל את הביצועים המקביליים של היישומים הרצים על גביה.

ריינדרס הציג בכנס את Intel Parallel Studio – משפחת כלי פיתוח מקבילי שהוכרזה בשנה שעברה. Parallel Studio, הסביר, מטפלת בכל שלבי מחזור חיי הפיתוח לרתימת מקביליות: תכנון, קידוד, ניפוי שגיאות, אימות וכוונון. ריינדרס אמר, כי Parallel Studio היא משפחה של כלי פיתוח אינטואיטיביים המשמשים כתוסף (Plug-in) לוויז'ואל סטודיו (Visual Studio) של מיקרוסופט (Microsoft) מקצה לקצה עבור תכנות מרובה ליבות, וכוללת שלושה מרכיבים: Composer ,Inspector ו-Amplifier. כלים אלה, אמר ריינדרס, מיועדים במיוחד עבור מפתחי סביבת הפיתוח הפופולארית של מיקרוסופט.

מיקרוסופט עצמה הציגה בכנס את ויז'ואל סטודיו 2010 (Visual Studio 2010) – המהדורה החדשה, שגרסת בטה שלה צפויה להשתחרר בקרוב. ריינדרס האיץ בכל מפתחי ה-C וה-++C להשתמש ב-Parallel Studio. החבילה של אינטל, הוסיף ריינדרס, מוסיפה על זו של מיקרוסופט ומשפרת אותה בתמיכה במקביליות המעבדים ברמה הנמוכה הקרובה לחומרה, ומציעה כלים לדיבוג ולניתוח הקוד הפרללי. כלים אלה מספקים הפשטה של ביצוע נימי המקביליות, כאשר במקום לקרוא לביצוע נימים כך שיחברו את היישומים למספר קבוע וידוע של ליבות, אינטל משתמשת בכלי TBB (ר"ת Threading Building Blocks, בלוקים בוני נימות) היודעים לעבוד עם מספר ליבות משתנה. בעתיד, ציין, צפויים להיבנות שבבים א-סימטריים, בהם יהיה עירוב של ליבות קטנות וגדולות, עתירות ודלות ביצועים יחד עם מעבדים ומאיצים שונים. כך, הסביר, חשיבות ההפשטה של החומרה מהתוכנה תגבר.

ריינדרס סיים את דבריו בציון היררכיית שלוש רמות של מודל העיבוד המקבילי, כפי שהוא רואה אותה. ראשית, אמר, גישת העיבוד המקבילי המקובלת בעולם הביצועים הגבוהים, HPC, הקיים כבר עשרות שנים, המתמקדת בתיאום והעברת מסרים. מתחתיה, המשיך, נמצאת מקביליות משימות וברמה הנמוכה ביותר – מקביליות נתונים. בשלב מאוחר יותר, סיכם, חלק מהרמות יחפפו וטכנולוגיות נוספות יטפלו בהן כפי שיוצעו על ידי יצרנים שונים וכולן יעבדו יחדיו.

הכותב הוא שליח אנשים ומחשבים לספרד