MILK: IL NUOVO LINGUAGGIO DI PROGRAMMAZIONE

MILK: IL NUOVO LINGUAGGIO DI PROGRAMMAZIONE

Nei microprocessori moderni, la gestione della memoria è basata sul principio di località, ovvero: se un programma ha bisogno di alcuni dati in un particolare punto della memoria, probabilmente avrà bisogno successivamente anche dei dati vicini. Ma questo principio viene meno nell’era dei Big Data: ogni processo infatti è solito ad elaborare pochi dati presi arbitrariamente tra i tantissimi presenti. In genere l’accesso alla memoria RAM è di per sé la parte più dispendiosa dell’elaborazione (escluso l’accesso alle memorie fisiche) e quindi accedervi ripetutamente rallenta di molto l’elaborazione di grosse quantità di dati. Questa settimana, un gruppo di ricercatori del MIT (Massachusetts Institute of Technology), alla conferenza internazionale sulle architetture parallele e tecniche di compilazione, ha presentato un nuovo linguaggio di programmazione, chiamato Milk, che permette di gestire la memoria più efficacemente in programmi che hanno bisogno di accedere a dati particolari in dataset di grosse quantità. Nei test di molti algoritmi, i programmi scritti in Milk si sono mostrati molto più veloci di quelli scritti nei linguaggi di programmazione fino ad oggi esistenti. Il linguaggio in questione aggiunge alcuni comandi a OpenMP (Open Multiprocessing), un estensione di linguaggi come C e Fortran che rende facile lo sviluppo per processori multicores. Con Milk, un programmatore dovrà scrivere solo alcune righe di codice in più per gestire alcune operazioni che richiedono iterazione in una grande quantità di dati, e il compilatore Milk deciderà come gestire la memoria efficacemente. In un programma Milk, quando un core deve richiedere un dato dalla memoria, non lo richiede (insieme ai dati adiacenti) ma aggiunge l’indirizzo di memoria da richiedere ad una lista. Quando le liste di ogni core sono lunghe abbastanza, vengono messe insieme e vengono raggruppati gli indirizzi di memoria vicini e ridistribuiti ai vari cores con questi raggruppamenti. In questo modo, ogni core riceverà più dati di cui ha bisogno con un solo accesso. Questo, è ciò che succede ad alto livello, ma nel dettaglio, le cose si fanno complicate. Nei processori moderni, ci sono più livelli di cache, ognuno più grande e lento dell’altro. Il compilatore Milk deve dunque tener conto non solo degli indirizzi di memoria, ma anche di quelli in cache in tutti i livelli. Deciderà anche quali indirizzi tenere e quali scartare dalla cache. Ecco cosa ha detto a riguardo Matei Zaharia, un professore alla Standfor University: “Molte applicazioni importanti al giorno d’oggi richiedono una grande quantità di dati, ma sfortunatamente, la costante crescita del gap di performance tra CPU e memoria porta a non utilizzare al massimo le prestazioni della CPU. Milk aiuta a ridurre questa differenza di prestazioni ottimizzando l’accesso alla memoria in alcuni dei costrutti di programmazione più frequenti.”

Pubblicato il 6 ott 2016

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