보다 친환경적인 데이터 처리에는 더욱 스마트하고 빠르며 에너지 효율적인 시스템이 필요합니다.노르웨이 과학 기술 대학(NTNU)의 연구원들은 위의 모든 기능을 가능하게 하는 작은 슈퍼 스마트 하드웨어를 개발했습니다.

달리기에 대해 조금이라도 아는 사람컴퓨터 프로그램시간이 걸린다는 것을 알고 있으며 모든 사람은 실행 중인 프로그램이 가능한 한 빨리 작동하기를 원합니다.

에 의해 디자인된 새롭고 작은 하드웨어컴퓨터 과학자컴퓨터의 두뇌인 프로세서에 통합될 수 있어 개발자가 더 빠르고 효율적으로 실행되는 프로그램을 더 쉽게 작성할 수 있습니다.

더 적은 에너지로 더 나은 성능

NTNU 컴퓨터 과학과의 Magnus Jahre 교수는 하드웨어는 "개발자에게 자신이 작성한 프로그램이 무엇에 시간을 소비하는지, 그리고 그 이유를 알려준다"고 말합니다."개발자가 이 정보를 갖게 되면 동일한 작업을 보다 효율적으로 수행하도록 프로그램을 변경할 수 있습니다."

Jahre는 박사 연구원 Björn Gottschall 및 겐트 대학교의 Lieven Eeckhout 교수와 협력하여 두 가지 하드웨어 변형을 개발했습니다.팁그리고차.NTNU의 기술 이전 AS는 두 가지 모두에 대해 특허를 신청했습니다.

보다 지속 가능한 데이터 처리

시간은 보다 지속 가능한 데이터 처리를 가능하게 하는 중요한 요소입니다.줄이는 방법 중 하나전력 소비컴퓨터를 더 짧은 시간 동안 사용하는 것입니다.이를 위해서는 하드웨어를 최대한 효율적으로 사용하는 프로그램이 필요합니다.

"그리고 이것이 바로 TEA와 TIP가 기여하는 것입니다"라고 Jahre는 말합니다.

도둑이 식별되어 소프트웨어에서 제거되면 다른 주요 문제도 해결될 수 있습니다.예를 들어, 보다 효율적인 컴퓨터 장비는 더 많은 전력에 대한 필요성을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.그러면 새로운 서버를 지속적으로 생성해야 하는 필요성이 줄어듭니다.결과적으로 사회에는 우리가 생각하는 것보다 훨씬 적은 전력 소비 데이터 센터가 필요할 것입니다.

18개 데이터 센터와 100만 대의 서버

현재 노르웨이에는 18개의 데이터 센터가 있습니다.여기에는 약 100만 대의 컴퓨터 또는 서버가 있습니다.Magnus Jahre는 TIP와 TEA로 CO를 줄일 수 있다고 계산했습니다.₂프로그램 실행 시간 단축만으로 약 63,000톤의 배출량을 줄일 수 있습니다.계산에서는 모든 프로세서가 새로운 하드웨어를 사용하여 작동하고 프로그램이 NTNU 연구원이 사용하는 것만큼 효율적이라고 가정합니다.

물론 이는 미국의 데이터 센터와 비교하면 미미합니다.미국 에너지부는 "데이터 센터는 가장 에너지 집약적인 건물 유형 중 하나이며 일반적인 상업용 사무실 건물의 바닥 공간당 에너지의 10~50배를 소비합니다. 전체적으로 이러한 공간은 전체 공간의 약 2%를 차지합니다.미국의 전력 사용량과 우리나라의 정보 기술 사용이 증가함에 따라 데이터 센터 및 서버 에너지 사용량도 증가할 것으로 예상됩니다."

컴퓨터 85,000대 감소

노르웨이 데이터 센터는 재생 가능 에너지를 사용하기 때문에 CO는₂Jahre의 계산에 따른 배출량은 대부분 데이터 센터에 사용되는 서버 생산에서 발생합니다.모든 것이 제대로 작동한다면 런타임이 빨라져 데이터 센터는 약 85,000대의 더 적은 서버로 동일한 작업을 수행할 수 있습니다.이는 약 절반에 해당한다.2021년 Stjärdal 지방자치단체가 생산한 배출량(노르웨이어).

또한 이러한 개선을 통해 약 400기가와트시(GWh)의 에너지를 절약할 수 있습니다.기반통계 노르웨이의 통계(노르웨이어), 이는 1년 동안 약 23,000가구가 사용하는 것과 동일합니다.

일기 예보 및 약물 치료에 좋습니다.

성능이 향상되면 동시에 더 많은 작업을 수행할 수 있습니다.일기 예보는 더 높은 해상도로 실행될 수 있기 때문에 더 정확해질 수 있으며, 컴퓨터가 작동 방식에 대해 더 많은 분석을 수행하는 데 더 적은 시간을 사용하면 약물 치료가 훨씬 더 효과적일 수 있습니다.

연구원들은 Chat GPT 및 기타 언어 모델이 현재보다 훨씬 더 많은 검색을 수행해야 하는 경우에도 더 빠르고 더 나은 답변을 제공할 수 있다고 말합니다.

소비전력의 극단적인 차이

현재, 프로그램의 성능, 즉 얼마나 많은 시간과 전력을 소비하는지는 매우 다양할 수 있습니다.한 디자인은 정확히 동일한 작업을 수행하는 다른 버전보다 수만 배 더 나은 성능을 가질 수 있습니다.

런타임이 몇 초에서 몇 분까지 다양할 수 있다는 사실은 더욱 스마트하고 지속 가능한 솔루션이 필요함을 보여줍니다.

무어의 법칙은 곧 구식이 된다

고든 E. 무어(Gordon E. Moore) 이후 거의 60년이 지났습니다.인텔의 창립자 중 한 명이기도 한 사람는 하나의 컴퓨터 칩의 회로 성능이 24개월마다 두 배로 증가한다는 아이디어를 내놓았습니다.

무어의 법칙이라고도 알려진 이 예측이 이제 쓸모없는 것인지 여부에 대한 논의가 있습니다.어쨌든 Jahre는 추세가 고갈되기 시작했다고 믿습니다.

그는 “프로세서가 이전처럼 자동으로 빨라지지 않기 때문에 소프트웨어가 하드웨어를 더 효율적으로 사용하는 것이 더욱 중요하다”고 말했다.

실제로는 좋은 아이디어지만 달성하기가 매우 어렵습니다.

칩은 어디에나 있다

Intel, IBM, ARM 및 AMD와 같은 모든 주요 칩 제조업체는 강력한 고성능 프로세서를 만듭니다.시장은 엄청납니다.

칩은 클라우드 인프라, 모든 데이터 센터는 물론 노트북, 데스크톱 컴퓨터, 스마트폰에도 사용됩니다.당신의 TV에도 그것들이 몇 개 있고, 당신의 차도 그것들로 가득 차 있습니다.

500개의 다양한 주문을 동시에 실행

가장 강력한 프로세서는 동시에 최대 500개의 명령을 처리하며 동시에 각 명령에 대해 아주 작은 작업을 수행합니다.이와 대조적으로 소프트웨어는 레시피를 단계별로 따르는 것과 마찬가지로 한 번에 하나씩 실행되는 명령을 기반으로 합니다.

"핵심 문제는 이 모든 것을 동시에 보고 프로그램이 특정 지점에서 시간을 소비하는 500개의 명령 중 정확히 무엇을 알아내는가입니다. 이것이 바로 TIP가 수행할 수 있는 작업입니다."라고 컴퓨터는 말합니다.교수.

시간을 낭비하고 잘못된 답변을 제공

제조업체는 프로그램이 무엇에 시간을 소비하는지 분석할 수 있도록 칩을 장착했습니다.모든 사람은 자신만의 솔루션을 가지고 있습니다.NTNU 연구원들은 그 중 4개를 테스트했습니다.그들은 그들 모두가 체계적 오류를 범한다는 것을 보여주었는데, 이는 그들의 대답이 틀렸다는 것을 의미합니다.

"사실 너무 부정확해서 개발자가 프로그램이 왜 그런 식으로 작동하는지 이해하기 어렵습니다. 프로그램이 무엇에 시간을 소비하는지 알아내는 것은 매우 어렵습니다. 결과적으로 그들은 자신이 무엇을 하는지 이해할 수 없습니다.이러한 장치를 TIP 및 TEA로 교체하면 개발자의 작업이 훨씬 쉬워집니다."라고 Magnus Jahre는 말합니다.

고성능 컴퓨팅 및 슈퍼 시뮬레이터

NTNU의 IDUN 고성능 컴퓨팅 시설을 통해 연구자들은 TIP 및 TEA를 개발할 수 있었습니다.그들은 또한 Berkeley에서 개발된 FireSim 시뮬레이터를 사용했습니다.

새로운 하드웨어 솔루션을 테스트하는 연구원들은 하드웨어 작동 방식을 시뮬레이션하는 소프트웨어를 사용하는 경우가 많습니다.그런 다음 한 번에 수억 개의 명령을 볼 수 있습니다.NTNU의 설정을 통해 수천억 개의 명령을 볼 수 있습니다.전 세계적으로 그렇게 할 수 있는 곳은 많지 않습니다.

고객이 가장 큰 이익을 얻습니다

NTNU는 TIP 및 TEA에 대한 권리를 보유하고 있으며 NTNU 기술 이전(TTO)은 특허를 신청하고 상업 파트너를 찾고 있습니다.

엄밀히 말하면, 본 발명은 칩 제조업체의 어떠한 문제도 해결하지 못합니다.Magnus Jahre는 본 발명으로 인해 주로 혜택을 받는 것은 고객이라고 말합니다.

Intel, Arm 및 기타 제조업체가 경쟁에서 뒤처지지 않는 한 그들은 아마도 자신이 보유한 프로세서가 충분히 효율적이라고 생각할 것이며 완전히 새로운 것에 돈, 시간 및 리소스를 소비하지 않을 것입니다.

입증책임은 연구자에게 있다

제조업체가 오늘날 NTNU 발명품을 사용하기로 결정하더라도 상점에서 구입하는 모든 제품에서 TEA와 TIP가 발견되기까지는 여전히 몇 년이 걸릴 것입니다.

"고성능 프로세서는 매우 복잡한 제품입니다. 수천 명의 인력이 이를 개발하는 데 소비되었습니다. 우리 과학자들이 덤불에서 기어나와 제조업체들에게 완전히 다른 방식으로 작업해야 한다고 말할 때,증거는 우리에게 있다”고 말했다.

우리는 그것이 효과가 있고 그것을 사용해야 한다는 것을 그들에게 설명할 필요가 있습니다.이는 상당히 어려운 운동입니다."라고 Jahre는 말합니다.

아마존, 구글, 애플

TTO의 비즈니스 개발자 Lodve Berre는 Amazon, Google, Apple과 같이 자체 하드웨어와 소프트웨어를 만드는 조직을 목표로 삼고 있다고 말합니다.

"이러한 조직은 전용 클라우드 솔루션과 서버 파크에서 TIP와 TEA의 가치를 직접 활용할 수 있을 것입니다. 이는 기존 하드웨어를 사용하여 운영하는 다른 행위자에 비해 이점을 제공할 것입니다."라고 그는 말했습니다.

더 나은 성능과 더 길어진 수명

NTNU 기술은 Apple과 같은 회사가 운영 체제 및 기타 소프트웨어에서 오류와 병목 현상을 더 쉽게 식별할 수 있음을 의미합니다.

Lodve Berre는 "이를 통해 MacBook, 휴대폰, 태블릿과 같은 장치의 성능과 배터리 수명을 모두 늘릴 수 있습니다."라고 말합니다.

그리고 5년 후에 TIP와 TEA는 어디에 있을까요?

Jahre는 "내 생각에는 이 제품이 사용 중일 것이며 가까운 매장으로 가는 중일 것입니다"라고 말합니다.