Des solutions éco-énergétiques pour une informatique haute performance

La croissance incessante de l'économie numérique et l'utilisation accrue par la société des données et du traitement de données poursuivant leur expansion, la consommation énergétique et l'atténuation de l'impact environnemental sont devenus l'un des défis principaux de l'informatique moderne, qu'il s'agisse de dispositifs clients intégrés sans fil ou de centres de haute performance (HPC).

Combler le déficit

Le projet EXCESS d'une durée de trois ans, qui s'achèvera fin août 2016, a relevé ce défi et s'est penché sur ce que les partenaires du projet considèrent un manque d'approches holistiques et intégrées pour couvrir toutes les couches du système, du matériel au logiciel utilisateur, ainsi que sur les restrictions que cela a causé à l'exploitation de solutions existantes et leur efficacité énergétique. Au début du projet, l'équipe a déterminé où l'énergie est gaspillée. Forte de ces connaissances, elle a développé un cadre qui devrait permettre un développement rapide de la production de logiciels éco-énergétique.

«Au début de ce programme de recherche, on manquait réellement d'outils et de modèles mathématiques pour aider les ingénieurs du logiciel à programmer de façon éco-énergétique, ainsi que pour raisonner de manière abstraite sur la façon dont leurs logiciels utilisent l’énergie», a commenté Philippas Tsigas, professeur de génie informatique à l'université de technologie de Chalmers, et coordinateur du projet EXCESS. «L'approche holistique du projet implique d'assembler des composants matériel et logiciel, ce qui permettra au programmateur de prendre très tôt des décisions architecturales prenant en compte la consommation d'énergie. Cela permet de plus grandes économies d'énergie par rapport aux approches précédentes, où l'optimisation de l’utilisation de l’énergie par le logiciel représentait souvent une étape secondaire, après l'écriture de la première application.»

Le projet a fait d'énormes progrès en fournissant un ensemble d'outils et de modèles aux développeurs de logiciel et concepteurs de système afin de leur permettre de programmer de façon éco-énergétique. La boîte à outils comporte notamment des composants matériels éco-énergétiques, comme la plateforme Movidius Myriad, ainsi que des bibliothèques et des algorithmes sophistiqués efficaces.

Les tests effectués sur de grandes agrégations de flux de données, une opération courante utilisée dans l'analyse de données en temps réel, ont donné des résultats impressionnants. Grâce au cadre EXCESS, le programmeur peut fournir une solution 54 fois plus efficace en énergie comparé à un développement standard, sur un processeur de PC haut de gamme. L'approche holistique d'EXCESS présente d'abord les avantages concernant le matériel, à l'aide d'un processeur intégré, et montre ensuite le meilleur moyen de partager les calculs à l'intérieur du processeur, afin de stimuler encore plus la performance.

Une intégration efficace en énergie pour l'HPC

Movidius, un partenaire du projet EXCESS, qui a développé la plateforme Myriad de processeurs de vision (http://www.movidius.com/solutions/vision-processing-unit) , a intégré la technologie et la méthodologie mises au point dans le projet à son offre de kit de développement standard de matériel et logiciel. Dans le secteur des processeurs embarqués, on a noté une migration progressive des caractéristiques de l'HPC vers des plateformes embarquées.

Le développement rapide des véhicules autonomes comme les voitures et les drones, des systèmes à conduite assistée, et aussi le développement général des robots domestiques (par exemple les aspirateurs et les tondeuses à gazon) ont conduit à porter divers algorithmes de vision informatique dans des plateformes embarquées. Habituellement, ces algorithmes étaient développés sur des ordinateurs de bureau haute performance et des systèmes HPC, rendant difficile leur re-déploiement dans des systèmes intégrés.

Un autre problème était que les algorithmes n'étaient pas mis au point dans une optique éco-énergétique. Néanmoins, le projet EXCESS a permis et dirigé le développement d'outils et de méthodes de développement de logiciel pour aider à transposer les applications HPC à l'environnement embarqué de façon éco-énergétique.

Pour plus d'informations, veuillez consulter:
site web du projet