DSSoC: System na chipie o określonej domenie

Streszczenie
Komputery uniwersalne pozostają dominującą architekturą obliczeniową od 50 lat, a ich siłą napędową jest w dużej mierze nieubłagane tempo prawa Moore'a. 

Ponieważ jednak ta trajektoria wykazuje oznaki spowolnienia, coraz trudniej jest osiągnąć wzrost wydajności dzięki uogólnionemu sprzętowi, co przygotowuje grunt pod odrodzenie się wyspecjalizowanych architektur. Dzisiejsze wyspecjalizowane układy scalone (ASIC) przeznaczone do konkretnych zastosowań — sprzęt dostosowany do konkretnych zastosowań — oferują ograniczoną elastyczność i są kosztowne w projektowaniu, wytwarzaniu i programowaniu.

Program Domain-Specific System on Chip (DSSoC) ma na celu udowodnienie, że nie musi istnieć ciągły kompromis między wydajnością, taką jak w układach ASIC, a elastycznością, znakiem rozpoznawczym procesorów ogólnego przeznaczenia. Celem DSSoC jest opracowanie heterogenicznego układu SoC (system-on-chip) składającego się z wielu rdzeni, które łączą procesory ogólnego przeznaczenia, procesory specjalnego przeznaczenia, akceleratory sprzętowe, pamięć i urządzenia wejścia/wyjścia (I/O), aby znacząco poprawić wydajność aplikacji w obrębie domeny. Domena jest większa niż jakakolwiek aplikacja, w której jeden procesor może skuteczniej rozwiązywać problemy niż procesor ogólnego przeznaczenia, ale bez wyzwania, czasu i kosztów budowy systemu specjalnego przeznaczenia, takiego jak ASIC. DSSoC bada architektury, które poprawiają wydajność obliczeń poprzez wyspecjalizowane przetwarzanie przy jednoczesnym zachowaniu programowalności.

Aby lepiej obsługiwać szeroki i rosnący zakres aplikacji potrzebnych Departamentowi Obrony (DoD) do utrzymania jego przewagi technologicznej, program DSSoC będzie dążył do tworzenia koncepcji, które zapewnią lepszą wydajność obliczeniową dla potrzeb przetwarzania wbudowanego, jednocześnie czyniąc te systemy bardziej programowalnymi. Aby to zrobić, DSSoC zajmie się krytycznymi problemami w dzisiejszym cyklu rozwoju, które zmuszają inżynierów niskiego poziomu do przenoszenia aplikacji na specyfikę podstawowych procesorów. 

Konkretnie, program DSSoC będzie dążył do opracowania stosów oprogramowania, które umożliwią lepsze współprojektowanie sprzętu i oprogramowania poprzez zapewnienie pionowej integracji narzędzi od sprzętu do środowiska programistycznego. Drugim kluczowym wpływem DSSoC będzie opracowanie inteligentnego harmonogramowania aplikacji i danych na heterogenicznym procesorze w celu lepszego wykorzystania heterogeniczności i paralelizmu tych systemów, podczas gdy obecnie programowanie aplikacji dla złożonych systemów jest czasochłonnym, ręcznie dostrajanym ćwiczeniem.