Perspektiv – för bättre vetande

Smartare dataflyttar för snabbare beräkningar

2017-03-07

David Black-Schaffer utvecklar nya tekniker för att öka datorprestanda som effektivare spårning och åtkomst till data.

Hur kan vi göra våra datorer snabbare? Enligt David Black-Schaffers nya ERC Starting Grant projekt ligger svaret i att bli smartare på att flytta och spåra data. – Lösningen är att dela information mellan maskinvaran och programvaran så att vi bara flyttar data när det behövs och till ställen där data ska användas. Om vi kan göra det kommer att vi spara tid och energi.

Som datorarkitekt vid institutionen för informationsteknologi fokuserar David Black-Schaffer på att utveckla metoder för att öka datorers prestanda. Den största utmaningen är att dagens datorsystem är strömbegränsade, vilket innebär att eventuella ökningar av prestanda måste komma från mer strömsnåla konstruktioner. Det gäller allt från mobiltelefoner med bestämd batteristorlek till datorcentraler med begränsad förmåga till avkylning, förklarar han.

– Den energi som används för att flytta data inuti datorns processor är större än den som används för att beräkna själva svaret. Anledningen är helt enkelt att dagens system använder en råstyrkemetod som söker igenom systemets minne för att hitta och hämta data. Om vi kan undvika denna sökning och istället hålla koll på var data befinner sig så kan vi komma åt den snabbare och mer effektivt.

Men även om det går att få snabbare tillgång till data genom att känna till dess placering, pekar David Black-Schaffer på en ännu större utmaning: att bestämma var all data ska placeras till att börja med. Det ska han nu utforska inom ramen för det Starting Grant han fick 2016 av det europeiska forskningsrådet, ERC. Främst ska han undersöka hur information från både hårdvara och programvara kan integreras för att placera och flytta data på ett smartare sätt. Anslaget på 1,5 miljoner euro över fem år gör det dessutom möjligt att anställa en grupp doktorander och post-doks för projektet.

Patenterade tekniker

ERC-projektet bygger på flera grundläggande tekniker som han utvecklat tillsammans med professor Erik Hagersten och doktorand Andreas Sembrant.

– Vi har utvecklat, publicerat och tagit patent på flera avancerade nya tekniker för att effektivt kunna spåra och komma åt data. I vår nystartade verksamhet har vi också arbetat med företag som vi utvärderat och fått feedback från, säger David Black-Schaffer och tillägger:

– Men näringslivet handlar om tio procent innovation och nittio procent utvärdering, medan det inom akademin är tvärtom. Att föreslå industrin radikala nya konstruktioner är alltid en utmaning, och vi har fått lära oss mycket om vad de behöver för att godkänna våra nya metoder. Men ERC-projekt handlar om såväl högriskforskning som högt belönad forskning, och det är viktigt att balansera de två.

Den oumbärliga roll som datorer spelar inom vetenskap och samhälle för allt från väderprognoser till läkemedelsutveckling och även underhållning gör det nödvändigt att fortsätta öka datorprestandan, säger David Black-Schaffer.

– Många undrar ”Varför behöver jag en snabbare dator?” Tja, du kanske inte behöver det för vad du gör idag, men om datorerna var tio gånger snabbare så skulle vi till exempel kunna göra dubbelt så korrekta väderprognoser, något som skulle spara miljarder euro varje år i skördeförluster och skador till följd av stormar. Om vi lyckas med det här projektet kan det få en dramatisk inverkan på i stort sett hela samhället.

Läs mer om David Black-Schaffers ERC-projekt "Coordination and Composability: The Keys to Efficient Memory System Design"

Krönika: Mot högre effektivitet med heterogena datorsystem

Mer om David Black-Schaffers forskning

Läs mer om ERC Starting Grant och 2016 års resultat

Kontaktuppgifter David Black-Schaffer