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加速器单元通过接管一个简单的任务 来提高系统的性能和效率
通常在你不太注意的情况下，你的计算机正在后台努力组织它的存储系统工作。除了许多任务之外，CPU还必须执行一项称为“垃圾收集”的操作，从而识别并删除应用程序中的冗余或不相关数据，以释放额外的内存空间。 “垃圾收集”是为了让程序员不必手动处理这些不必要的数据，但CPU负责的自动化过程消耗了大量的计算能力 —— 高达CPU花费在应用程序上的总时间的10％或更多。 现在在谷歌工作的Martin Maas，在完成加州大学伯克利分校的博士学位期间设计了一种新型设备，可以免除CPU的垃圾收集任务。 Maas指出，传统上已分配垃圾收集的CPU从未专门为此任务设计。 “CPU的设计非常灵活，可以运行各种各样的应用程序。因此，它们相对较大，可以占用大量电力，“他解释说。 相反，Maas和他的同事创造了一个紧凑的加速器单元，需要很小的芯片面积和功率。它可以添加到CPU中，类似于很多现代处理器芯片集成到图形处理单元中的方法。 “当软件应用程序在CPU上运行时，这个单元位于一旁，为应用程序执行垃圾收集，”Maas说，“原则上，这意味着你可以建立一个软件完全不必担心垃圾收集的系统，只需继续使用可用的内存”。 值得注意的是，加速器单元的垃圾收集方式比CPU传统的方式更有效。例如，CPU必须按特定顺序完成一些垃圾收集操作，而新的加速器单元发现了这样一个事实：这些操作不需要按顺序执行。通过同时执行大量内存操作，它在垃圾收集方面比CPU更有效。 当Maas的团队将加速器与小型CPU核心进行比较时，他们发现，考虑到每台设备的大小，他们的加速器的性能是前者的18倍。在能耗方面，他们估计加速器将垃圾收集所需的能量减少了15%。 将垃圾收集任务委派给加速器单元可以提高计算机的生产率。 Maas指出，尽管CPU专用于垃圾收集的计算能力的10％可能看起来不是很多，但在全球范围内，这代表了大量的计算资源。 他还指出，许多垃圾收集机制可能导致不可预测的暂停，在这种情况下，计算机系统会短暂停止以清除内存。“虽然你通常不会注意到这一点，但在你关心你的系统反应非常灵敏的情况下，这可能会成为一个问题，程序员会尽量避免这些停顿，通常代价是在垃圾收集上花费更长的周期”，他说，“新的加速器单元解决了这两个问题，为更高效的计算铺平了道路”。 研究人员在他们的论文中提出，这种新设备可能成为未来系统的一个共同组成部分，从而避免了CPU被垃圾收集负担的需求。 |
