Операционная система Barrelfish ускорит будущие многоядерные системы

Без радикального изменения в том, как большая часть из них написана, программное обеспечение, к сожалению, просто не может идти намного быстрее.

Улучшения скорости, которые обычно поступают от более быстрых процессоров с большим количеством транзисторов, приблизились к их предел, где, если чипы будут работать быстрее, они перегреются.

Из-за этого исследователи из исследовательского центра Microsoft в Кембридже, Англия и в ETH Zürich в Швейцарии разрабатывают новую ОС, которая позволит программам работать много быстрее на многоядерных компьютерах.

OS, называемая Barrelfish, все еще находится на стадии исследования, но ее создатели выпустили код в начале этого месяца под лицензией с открытым исходным кодом. Тем не менее, разговоры о новой ОС - особенно с поддержкой Microsoft - вызвали достаточный интерес, который многие люди с тех пор загрузили в код, сказал Тимоти Роско, профессор кафедры информатики в ETH Zürich

Однако «мы не нацеливая реальных пользователей в любой форме или форме на данный момент », - сказал Роско. Его команда также представит доклад на симпозиуме по принципам операционных систем, который стартует 11 октября в Большом Небе, Монтана.

Проект, который ведется в течение примерно двух лет, основывается на идеях, которые исследователи много лет знали о том, как ОС должны будут развиваться, чтобы идти в ногу с аппаратными достижениями. Хотя исследователи Microsoft участвуют, компания заявила, что не имеет комментариев.

В Barrelfish каждое ядро ​​имеет собственное ядро ​​и не использует память, как в Windows или Linux. Вместо этого ядра сообщают, передавая сообщения, что исследователи называют «многоядерной» моделью.

Передача сообщений между ядрами - например, информация о безопасности и другая информация для обеспечения бесперебойной работы ОС - более эффективна, чем совместное использование памяти, Роско сказал.

Но даже если ОС знают, как использовать несколько ядер на чипе, большинство приложений сегодня не написаны, чтобы использовать их. Поэтому компании, такие как Microsoft, Intel и Sun, пытались выяснить, как писать параллельный код, который позволит приложениям использовать несколько ядер одновременно во время обработки, сказал Роско.

Apple использует методы параллельного программирования в Grand Central Dispatch (GCD), библиотеку приложений, поставляемую с последним обновлением для Mac OS X, Snow Leopard. По словам Роско, GCD может использоваться для разработки приложений, использующих несколько ядер, но он находится только поверх Mac OS и не является самой ОС.

Barrelfish рассматривает всю ОС как большую часть распределенной системы. «Вместо того, чтобы разрабатывать модель структуры ОС общей памяти для решения сложных компромиссов и ограниченного совместного использования, мы применяем противоположный подход: дизайн и разумность ОС как распределенной, не разделяемой системы», - говорится в исследовании.

Многокамерный подход означает, что Barrelfish может работать на более разнообразном оборудовании, поскольку он отделяет ОС от оборудования «как можно больше», - говорится в документе. Просто два аспекта ОС должны быть нацелены на конкретные аппаратные архитектуры: механизм транспорта обмена сообщениями и интерфейсы к аппаратным средствам.

Это означает, что базовый код Barrelfish не должен изменяться так же, как говорят, что Windows или Linux были в последние годы, чтобы работать на более продвинутом оборудовании.

«Для нас, исследователей из операционной системы, внутренняя часть компьютера будет сильно отличаться от того, что было похоже на пять лет назад», - сказал Роско.

Barrelfish's код был выпущен под лицензией BSD и доступен для загрузки. Он работает на 64-битных платформах x86. Исследователи написали веб-сервер, а также некоторые графические и визуальные приложения, но он не будет запускаться, например, в вашу обычную программу Microsoft Office.

Roscoe описал Barrelfish как массовое недоукомплектованное для пользователей, но чрезмерно спроектированное как исследование проект. Код не «ужасно надежный», но Роско сказал, что он ожидает, что более полная версия будет выпущена позже.

Код Barrelfish совместно принадлежит Microsoft и ETH Zürich.

«Цель проекта заключается не в создании интеллектуальной собственности для Microsoft или ETH Zürich», - сказал Роско. «Цель состоит в том, чтобы проводить исследования на долгосрочной основе».