Очевидны большие успехи в решении ряда задач прикладного программирования – от операций с плавающей точкой до обработки видео изображений, криптографии и протоколов TCP/IP – за счет их прямой реализации в аппаратуре вычислительных систем (ВС). Языки программирования, начиная с системы Burroughs, также достаточно широко поддерживались аппаратно в ряде старых майнфреймов. В то же время, несмотря на все более широкое распространение параллельных вычислений практически во всех приложениях, системные программисты до сих пор реализуют свою основную задачу – мультипрограммирование – в основном программно и с неоправданно большими накладными расходами из-за слабой, основанной на прерываниях, аппаратной поддержки. В представленном докладе выделяется основная причина этих накладных расходов – грубо гранулированный свопинг программных нитей на аппаратных ресурсах как единого целого и предлагается новая организация вычислительных систем с тонко гранулированным, на уровне отдельной команды свопингом, названная виртуалтрединговой мета-архитектурой. Приводится описание verilog-проекта ее реализации и начальных результатов макетирования.

Доклад ориентирован на инженеров-схемотехников и системных программистов, заинтересованных в разработке инновационных ВС, в которых был бы устранен Силиконовый Занавес основанного на прерывания мультипрограммирования, и за счет предлагаемого автором перемещения функций ядра ОС на уровень аппаратуры была бы обеспечена более высокая эффективность вычислений одновременно с упрощением системного и прикладного программирования. Хотелось бы, чтобы заинтересованные инженеры и программисты, занимающиеся разработкой архитектуры ВС, приняли участие в дискуссии по предложениям доклада, и как максимум, создали бы рабочую группу для выполнения пилот-проекта в предлагаемой, пока еще междисциплинарной, области техники.

Андрей Ефимов

В 1975 году окончил Московский Инженерно-физический институт по специальности прикладная математика. В 1980-1985 годах учился в аспирантуре ЦНПО “Вымпел” и защитил кандидатскую диссертацию в 1987 году. С 1975-2000 и 2012-2015 годах работал в КБ системного программирования (г. Гомель, Беларусь). Руководил доработкой Simulа-подобной системы моделирования АРГОН (СО АН СССР) в части расширения памяти за счет подзадач операционной системы ДИСПАК на БЭСМ-6 (ассемблер БЭМШ), разработкой интерпретатора многопроцессорных вычислительных комплексов Эльбрус-1/2 и диалоговой система подготовки заданий с сильно распараллеленной обработкой (1979 год, один из первых полноэкранных редакторов на 64 дисплея ЕС-7920, ЕС ЭВМ 1033, ассемблер IBM/360), разработкой отладчика операционной системы и приложений для МВК Эльбрус-1/2, разработкой имитационной модели большой сети передачи данных (автокод Эль-76) и разработкой монитора жесткого реального времени для многомашинных комплексов на основе Sun SPARC.В 1992-1996 годах читал курсы лекций по реляционным базам данных и сетям ЭВМ на математическом факультете Гомельского Государственного университета, руководил разработкой прикладных программ по тематике курсов в рамках договорных работ. В 2001-2011 годах работал в Институте микропроцессорных высокопроизводительных систем РАН и Московском Центре SPARC-технологий, руководил доработкой BIOS микропроцессора R500S (аналог SPARC V8, языки си и forth), разработкой BIOS микропроцессоров R1000 (аналог SPARC V9, языки си ассемблер) и Эльбрус (оригинальная архитектура МЦСТ VLIW, языки си и ассемблер). С 2016 года занимаюсь verilog-моделированием и отработкой на макетной плате основных решений по виртуалтрединговой мета-архитектуре как фрилансер.

Являюсь автором 3х патентов республики Беларусь и одного патента Российской Федерации (периферийное оборудование и виртуалтрединговая архитектура).