Nyhet fra På Høyden
03.11.2009

Åpner lab for dataspråk

Det er utallige problemer med dagens måte å skrive dataprogrammer. Et forskerteam ved UiB håper å løse noen av dem, og tar med klimaproblemer i samme slengen.

Støyen i datarommet på Høyteknologisenteret i Bergen er så høy at samtaler er fånyttes. Cray-maskinen som utgjør femten store kabinetter står for mesteparten av bråket. Maskinen har rundt 5500 prosessorkjerner, og trenger kraftige vifter for nedkjøling.

Til sammenligning: Har du mye penger, kan du i dag kjøpe en Apple-maskin med hele åtte kjerner for hjemmebruk.

Cray-maskinen figurerer stadig på lister over verdens kraftigste datamaskiner. Tidligere var den på 66. plass. Nylig rykket den ned til nummer 100. Om kort tid er den presset ut av enda raskere maskiner andre steder i verden.

Flerkjerner gjør det vanskelig

Når datamaskiner ble raskere før i tiden, var det fordi regneenhetene, som kalles kjerner, utviklet seg til å gå raskere og raskere. Denne utviklingen førte til at regneenheten trengte mer og mer strøm, helt til den ble varm som en kokeplate.

For å jobbe rundt dette problemet, fikk hver datamaskin flere kjerner. Da trenger ikke hver kjerne å arbeide like raskt, og dermed sparer man strøm.

– Det går greit å skrive programmer til tre-fire kjerner. Men det er mange grunner til at det blir vanskelig når man kommer opp i hundre kjerner. Jo flere kjerner det er i en prosessor, desto vanskeligere er det å utnytte kraften, forteller professor Magne Haveraaen på Institutt for informatikk.

Han leder Bergen laboratorium for språkdesign, som åpner onsdag 4. november. Der skal syv forskere jobbe med problemstillinger knyttet til fremtidens dataspråk.

Trafikkorker

Et av problemene med flerkjerner, er at det lett kan oppstå ”trafikkorker” når data skal inn og ut av prosessoren. Selv om en prosessor kanskje kan hundrevis (og i fremtiden: tusenvis) av kjerner, er det begrenset hvor mange veier det finnes for at denne informasjonen kan hentes ut. Tradisjonelle dataprogrammer er også laget for at dataene skal behandles sekvensielt, altså i tur og orden.

– Programmeringsspråkene som brukes i dag er ikke laget for å unngå disse trafikkorkene. Man kan ha 2000 kjerner på én brikke, men man vet ikke hvordan man skal skrive programvare for å utnytte dem. Vi har noen idéer som kan være med å løse problemene, sier Haveraaen.

Datamaskinen skal "forstå"

Anya Helene Bagge er en av forskerne som er tilknyttet språkdesignlaboratoriet. Hun disputerer denne uken for doktorgraden ”Constructs & Concepts – Language Design for Reliability and Flexibility”, hvor hun blant annet har sett nærmere på problemet med sekvensiell databehandling.

– Det normale for et dataprogram er at maskinen vet hva som skal gjøres, uten at den forstår meningen bak det. Ved å legge mer mening i programmeringen, kan maskinen selv påpeke feil som blir gjort, og gjøre ting enklere for brukeren, forteller hun.

Hun påpeker at det ikke er slik at maskinen ”forstår” i ordets rette forstand, men den kan bli i stand til selv å ta avgjørelser om rekkefølgen på utregningene når den vet hva resultatet skal være.

– Målet er at det skal bli enklere å utvikle programmer, og at disse skal bli mer pålitelige, sier Bagge, og viser til at det i USA forsvinner rundt 1 prosent av BNP på grunn av dataprogrammer som krasjer.

Et av problemene i dag er at programmene er så store og kompliserte at det blir umulig for et menneske å ha hele oversikten. Målet er at datamaskinen selv kan bearbeide programmene og komme programmereren i møte.

Programmeringsspråket Bagge presenterer i avhandlingen, har fått navnet Magnolia.

Kraftig strømsparing

Dette er problemer som det jobbes med på mange hold i verden, men Magne Haveraaen mener Bergen laboratorium for språkdesign har noen unike innfallsvinkler.

– Vi har jobbet med disse problemstillingene lenge, og regner med å kunne løse biter av problemene, og bidra til å løse andre problemer.

Et av disse andre problemene er faktisk klimarelatert. For superdatamaskinen i de femten blå kabinettene bruker en god del strøm. Når klimaforskerne i Bergen skal teste en av modellene sine på den, tar det 20 dager, og strømforbruket tikker opp i rundt 4500 kroner.

Det finnes andre svært raske datamaskiner som ikke trenger mer strøm enn en vanlig varmeovn, og på en slik maskin kunne beregningene vært gjort for 2500 kroner i strøm.

– Men det kan kreve et par års arbeid å flytte programmet fra en maskin til en annen. I mellomtiden vil det dukke opp en ny maskin som er enda mer effektiv, forteller Haveraaen.

Med en bedre måte å uttrykke programvare på, kunne det å flytte programmene vært gjort på noen få uker. Dermed kan forskningen på dataspråk også hjelpe til å redusere verdens strømforbruk.

Artikkelen er hentet fra UiBs internavis På Høyden.