Barrelfish OS wird zukünftige Multicore-Systeme beschleunigen

Ohne eine radikale Änderung in der Art, wie viel davon geschrieben wird, kann Software leider nicht viel schneller gehen.

Geschwindigkeitsverbesserungen, die typischerweise von schnelleren Prozessoren mit mehr Transistoren kommen, sind nahe gekommen Wenn die Chips schneller laufen, werden sie überhitzen.

Aus diesem Grund entwerfen Forscher an der Microsoft-Forschungseinrichtung in Cambridge, England, und an der ETH Zürich in der Schweiz ein neues Betriebssystem, das es Programmen ermöglicht, viel zu laufen schneller auf Multicore-Computern.

Das Betriebssystem, genannt Barrelfish, befindet sich immer noch in einer Forschungsphase, aber seine Ersteller veröffentlichten den Code Anfang des Monats unter einer Open-Source-Lizenz. Nichtsdestotrotz hat das Gespräch über ein neues Betriebssystem - insbesondere mit der Unterstützung von Microsoft - genügend Interesse geweckt, dass viele Menschen den Code seitdem heruntergeladen haben, sagte Timothy Roscoe, Professor an der ETH Zürich für Informatik.

Allerdings: "Wir sind nicht Targeting auf echte Benutzer in jeder Form oder Form an diesem Punkt ", sagte Roscoe. Sein Team wird auch einen Vortrag auf dem Symposium über die Prinzipien von Betriebssystemen halten, der am 11. Oktober in Big Sky, Montana, beginnt.

Das Projekt, das seit etwa zwei Jahren läuft, basiert auf Ideen, die Forscher seit Jahren über Betriebssysteme haben müssen sich weiterentwickeln, um mit den Hardware-Verbesserungen Schritt zu halten. Obwohl Microsoft-Forscher daran beteiligt sind, sagte das Unternehmen, es habe keinen Kommentar.

In Barrelfish hat jeder Kern seinen eigenen Kernel und teilt keinen Speicher wie in Windows oder Linux. Stattdessen kommunizieren die Cores durch die Weitergabe von Nachrichten, was Forscher als ein "multi-kernel" -Modell bezeichnen.

Das Weiterleiten von Nachrichten zwischen Cores - wie Sicherheitsinformationen und andere Informationen, um sicherzustellen, dass das Betriebssystem konsistent läuft - ist effizienter als das Teilen von Arbeitsspeicher. Roscoe sagte:

Aber selbst wenn die Betriebssysteme wissen, wie man mehrere Kerne auf einem Chip nutzt, werden die meisten Anwendungen heute nicht geschrieben, um sie zu nutzen. So haben Unternehmen wie Microsoft, Intel und Sun daran gearbeitet, herauszufinden, wie man parallelen Code schreibt, was es Anwendungen erlauben würde, gleichzeitig mehrere Cores während der Verarbeitung zu verwenden, sagte Roscoe.

Apple verwendet parallele Programmiertechniken in Grand Central Dispatch (GCD), einer Anwendungsbibliothek, die mit dem neuesten Update für Mac OS X, Snow Leopard, ausgeliefert wird. Während GCD verwendet werden kann, um Anwendungen zu entwickeln, die mehrere Kerne verwenden, sitzt es jedoch nur auf dem Mac OS und ist kein Betriebssystem selbst, sagte Roscoe.

Barrelfish betrachtet das gesamte Betriebssystem als mehr verteiltes System. "Anstatt ein inhärent geteiltes Speichermodell der Betriebssystemstruktur zu entwickeln, um mit komplexen Kompromissen und begrenztem Teilen umzugehen, gehen wir den gegenteiligen Ansatz ein: Design und Grund über das Betriebssystem als ein verteiltes, nicht geteiltes System", so die Forschungsarbeit

Der Multi-Kernel-Ansatz bedeutet, dass Barrelfish auf verschiedenster Hardware laufen könnte, da es das Betriebssystem so weit wie möglich von der Hardware trennt, so die Zeitung. Nur zwei Aspekte des Betriebssystems müssen auf bestimmte Hardwarearchitekturen ausgerichtet sein: der Messaging-Transportmechanismus und die Schnittstellen zur Hardware.

Es bedeutet, dass der Basiscode von Barrelfish nicht so stark geändert werden müsste, wie es Windows oder Linux getan haben in den letzten Jahren, um auf fortgeschrittener Hardware zu laufen.

"Für uns Betriebssystemforscher wird das Innere des Computers sehr anders aussehen als es vor fünf Jahren aussah", sagte Roscoe.

Barrelfish's Der Code wurde unter einer BSD-ähnlichen Lizenz veröffentlicht und kann kostenlos heruntergeladen werden. Es läuft auf 64-Bit-x86-Plattformen. Forscher haben einen Web-Server sowie einige Grafik- und Visualisierungsanwendungen geschrieben, aber es wird beispielsweise Ihr normales Microsoft-Office-Programm nicht ausgeführt.

Roscoe beschrieb Barrelfish als massiv unterentwickelt für Benutzer, aber übertrieben als Forschung Projekt. Der Code ist nicht "furchtbar robust", aber Roscoe sagte, er erwarte, dass eine vollständigere Version später veröffentlicht wird.

Barrelfishs Code ist ein gemeinsames Eigentum von Microsoft und der ETH Zürich. Bislang wurden keine Patente angemeldet.

"Das Ziel des Projekts ist nicht, geistiges Eigentum für Microsoft oder die ETH Zürich zu generieren", sagte Roscoe. "Ziel ist es, langfristig zu forschen."