С появлением многоядерных процессоров возникла необходимость в создании игрового движка на основе параллельной архитектуры. Использование всех процессоров системы — как графического (ГП), так и центрального (ЦП) — открывает гораздо больше возможностей по сравнению с однопоточным движком на базе только ГП. Например, используя больше ядер ЦП, можно улучшить визуальные эффекты, увеличив количество физических объектов, используемых в игре, а также добиться более реалистичного поведения персонажей за счет реализации продвинутого искусственного интеллекта (ИИ).
Рассмотрим особенности реализации многопоточной архитектуры игрового движка.

Здравствуйте, уважаемые читатели.

Сегодня мы хотели поговорить с вами на тему «все новое — это хорошо забытое старое» и вспомнить об акторах, описанных Карлом Хьюиттом еще в начале 70-х. А все дело в том, что недавно вышла вот такая книга:



Она довольно объемная — в переводе должна получиться более 500 страниц.

Несмотря на подчеркнутую элитарность книги (Akka и Scala), ее автор Вон Вернон (крупнейший специалист по DDD) уверен, что архитектурные паттерны, описанные в этой работе, вполне реализуемы на .NET и C#, о чем рассказывает в приложении. Мы же размещаем под катом перевод статьи, автор которой допускает перенос акторной парадигмы на язык Java. Поскольку рейтинг книги на Amazon стабильно высок, а тема универсальна, просим поделиться вашими мнениями как о ней, так и об акторной архитектуре в принципе.

Приветствую Хабр!
Пока наша команда разработчиков активно трудится над новым релизом FlyElephant, я решил устроить вебинар. На нем я расскажу об истории создания проекта, о функционале, который уже доступен и который появится в ближайшее время. Познакомлю с нашей программой бета-тестирования, а также продемонстрирую работу сервиса. В конце вебинара с радостью отвечу на все вопросы.
Приглашаю на него всех, кто связан с научными и высокопроизводительными вычислениями. Вебинар состоится 13 августа в 16.00. Регистрация на него здесь.

Если бы это была запись для твиттера, то она была бы следующей: «Программисты на Caché ObjectScript! Используйте $Sequence вместо $Increment для генерации Id». Но тут Хабр, поэтому придётся развернуть мысль – добро пожаловать под кат.

В прошлой статье было описано знакомство с сопроцессором Intel Xeon Phi используя offload – основной код работает на хосте, а отдельные блоки выгружаются на сопроцессор. В данной заметке рассмотрим компиляцию и использование «родного» кода, с целью выяснить, что это дает и чем грозит. В завершении поста будут четыре предложения касательно использования Fortran и примеры программ.

От переводчика: Джефф Прешинг (Jeff Preshing) — канадский разработчик программного обеспечения, последние 12 лет работающий в Ubisoft Montreal. Он приложил руку к созданию таких известных франшиз как Rainbow Six, Child of Light и Assassin’s Creed. У себя в блоге он часто пишет об интересных аспектах параллельного программирования, особенно применительно к Game Dev. Сегодня я бы хотел представить на суд общественности перевод одной из статей Джеффа.

Поток должен ждать. Ждать до тех пор, пока не удастся получить эксклюзивный доступ к ресурсу или пока не появятся задачи для исполнения. Один из механизмов ожидания, при котором поток не ставится на исполнение планировщиком ядра ОС, реализуется при помощи семафора.

Раньше я думал, что семафоры давно устарели. В 1960‑х, когда еще мало кто писал многопоточные программы, или любые другие программы, Эдсгер Дейкстра предложил идею нового механизма синхронизации — семафор. Я знал, что при помощи семафоров можно вести учет числа доступных ресурсов или создать неуклюжий аналог мьютекса, но этим, как я считал, область их применения ограничивается.

О чем речь

В данном посте я бы хотел описать часть системы времени выполнения (RTS — RunTime System в дальнейшем) компилятора DVMH. Рассматриваемая часть, как видно из заголовка, относится к обработке пользовательских массивов на GPU, а именно, их автоматическая трансформация или реорганизация в памяти ускорителя. Данные преобразования делаются для эффективного доступа к памяти GPU в вычислительных циклах. Что такое DVMH, как можно подстраиваться под вычисления и почему это делается автоматически — описано далее.

Желание познакомиться с сопроцессором Xeon Phi возникло давно, но то все не было возможности, то времени. В конце концов чудо свершилось и добрался до предмета вожделения. К сожалению, в руки попала далеко не самая последняя модель – 5110P, но для первого знакомства сойдет. Имея опыт работы с CUDA, меня очень интересовал вопрос отличий между программированием для GPU и сопроцессора. Вторым вопросом был: «А что (кроме дополнительной головной боли) я буду иметь используя сей девайс вместо GPU или CPU?».

Введение

Решение задачи поиска минимальных остовных деревьев ( MST — minimum spanning tree) является распространенной задачей в различных областях исследований: распознавание различных объектов, компьютерное зрение, анализ и построение сетей (например, телефонных, электрических, компьютерных, дорожных и т.д.), химия и биология и многие другие. Существует по крайней мере три известных алгоритма, решающих данную задачу: Борувки, Крускала и Прима. Обработка больших графов (занимающих несколько ГБ) является достаточно трудоемкой задачей для центрального процессора (CPU) и является востребованной в данное время. Все более широкое распространение получают графические ускорители (GPU), способные показывать намного большую производительность, чем CPU. Но задача MST, как и многие задачи по обработке графов, плохо ложатся на архитектуру GPU. В данной статье будет рассмотрена реализация данного алгоритма на GPU. Также будет показано, как можно использовать CPU для построения гибридной реализации данного алгоритма на общей памяти одного узла (состоящего из GPU и нескольких CPU).

OpenMP– стандарт, определяющий набор директив компилятора, библиотечных процедур и переменных среды окружения для создания многопоточных программ.

Много статей статей было по OpenMP. Однако, статья содержит несколько советов, которые помогут избежать некоторых ошибок. Эти советы не так часто фигурируют в лекциях или книгах.

1. Именуйте критические секции

В очередь, сукины дети, в очередь! //М. А. Булгаков «Собачье сердце»

С помощью директивы critical мы можем указать участок кода, который будет исполняться только одним потоком в один момент времени. Если один из потоков начал выполнение критической секции с данным именем, то остальные потоки, начавшие выполнение этой же секции, будут заблокированы. Они будут ждать своей очереди. Как только первый поток завершит выполнение секции, один из заблокированных потоков войдет в нее. Выбор следующего потока, который будет выполнять критическую секцию, будет случайным.

Языкам программирования семейства Оберон не суждено было прорваться в мейнстрим, хотя они и оставили заметный след в IT-индустрии. Однако, и операционные системы, написанные на этих языках (являясь одновременно и программными каркасами различных решений и средами разработки), и сами языки программирования используются в учебной, исследовательской и промышленной сферах и по сей день, понуждая к творчеству и экспериментам, развиваясь и впитывая новые веянья индустрии и влияя на неё.

Этой обзорной статьёй я открываю серию статей, посвящённых языку Активный Оберон и операционной системе A2, написанной на этом языке.

Итак, встречайте — Активный Оберон

Первая публикация по Активному Оберону появилась в 1997 году, но понятно, что язык и его реализация появились несколько раньше. За эти годы произошло много изменений в языке, переработана среда времени выполнения, написана операционная система A2…

Камнем преткновения для фон Неймановской архитектуры является работа с массивом данных: проверка значений, суммирование, произведение элементов. Данное действие требует организации цикла от первого элемента до последнего. В любом цикле обязательно присутствуют накладные расходы: вычисление адреса следующего элемента, изменение и проверка счётчика. Кроме того, если архитектура процессора не поддерживает циклы на микропрограммном уровне, то приходится каждую команду цикла считывать из памяти или кэша, декодировать и выполнять. КПД такого процесса может быть довольно низким. Единственный плюс — это длина кода программы. Всего несколько байт для любого размера массива.

Для процессоров, работающих с векторами, накладные расходы ниже. Количество циклов уменьшается в N раз, где N — количество одновременно обрабатываемых элементов массива. Однако, проблему это не снимает. Да ещё добавим расходы на границу массива, если число элементов не укладывается целое число раз в вектор процессора.

Мы недавно уже писали о новом Vectorization Advisor. О том, что это такое и зачем нужно, читайте в первой статье. Этот же пост посвящён разбору конкретного примера оптимизации приложения с помощью этого инструмента.

Приложение взято из примеров библиотеки Intel Threading Building Blocks (Intel TBB). Оно рисует фрактал Мандельброта и распараллелено по потокам с помощью Intel TBB. Т.е. преимущества многоядерного процессора оно использует — посмотрим, как обстоят дела с векторными инструкциями.

Многие из вас уже попробовали на вкус Stream API — потоки Java 8. Наверняка у некоторых возникло желание не только пользоваться готовыми потоками от коллекций, массивов, случайных чисел, но и создать какой-то принципиально новый поток. Для этого вам потребуется написать свой сплитератор. Spliterator — это начинка потока, публичная часть его внутренней логики. В этой статье я расскажу, как и зачем я писал сплитератор.

Привет, Хабр!

Меня зовут Дмитрий Сподарец. Сегодня я начинаю серию статей о сервисе FlyElephant, основателем которого являюсь. С чего все начиналось, функционал и нынешнее состояние проекта, программа бета-тестирования и наша конференция AI&BigData Lab, а также о многом другом Вы узнаете из ближайших публикаций.



FlyElephant предоставляет научным сотрудникам и инженерам среду для выполнения вычислительных программ. Благодаря каталогам шаблонов, алгоритмов, данных и другим компонентам FlyElephant упрощается процесс разработки программ и взаимодействия с ними.

В результате длительного использования даже самых хороших программных продуктов постепенно выявляются те или иные их недостатки. Не стала исключением, и библиотека Intel Performance Primitives (IPP). К моменту выхода версии 8.0 выяснились некоторые проблемы, часть из которых относится к функциям обработки двумерных изображений.
Для их решения в IPP 8.0 многие функции обработки изображений приведены к общему шаблону, позволяющему обрабатывать изображения по блокам ( tiles), и, следовательно, эффективно распараллеливать на уровне приложения код, содержащий вызовы IPP функций. Новый API соответствующих IPP функций поддерживает бордюры нескольких типов, не использует внутреннее выделение динамической памяти, позволяет делить изображения на фрагменты произвольного размера и обрабатывать эти фрагменты независимо; упрощает использование и повышает производительность ряда функций. В данной статье подробно рассмотрен новый API и приведены примеры использования.

Rust начинался как проект, решающий две трудные проблемы:

• Как обеспечить безопасность (работы с памятью) в системном программировании?
• Как сделать многопоточное программирование безболезненным?

Изначально эти проблемы казались не связанными друг с другом, но к нашему удивлению, их решение оказалось одинаковым — проблемы с многопоточностью решают те же самые инструменты, которые обеспечивают безопасность.

Ошибки работы с памятью и ошибки при работе с несколькими потоками частно сводятся к тому, что код обращается к некоторым данным вопреки тому, что он не должен этого делать. Секретное оружие Rust против этого — концепция владения данными, способ управления доступом к данным, которого системные программисты стараются придерживаться самостоятельно, но который Rust проверяет статически.

С точки зрения безопасности работы с памятью это означает, что вы можете не использовать сборщик мусора и в то же время не опасаться сегфолтов, потому что Rust не даст вам совершить ошибку.

С точки зрения многопоточности это означает, что вы можете пользоваться различными парадигмами (передача сообщений, разделяемое состояние, lock-free-структуры данных, чистое функциональное программирование), и Rust позволит избежать наиболее распространённых подводных камней.

Вот какие особенности у многопоточного программирования в Rust:

Что такое Arduino, думаю, большинству читателей Хабра объяснять не надо. По сути, это удобный радиоконструктор для быстрой разработки электронных устройств. Но многие не знают, что между его основателями разгорелся большой спор, который в настоящее время находится на рассмотрении в Массачусетском районном суде. От решения данного спора зависит будущее проекта.

На днях появилась статья 5nw Два способа быстрого вычисления факториала, в которой приводится идея ускорения подсчёта факториала с помощью группировки перемножаемых чисел в дерево по принципу «разделяй и властвуй». Взглянув на это, я сразу понял, что тут параллельные потоки Java проявят себя во всей красе: ведь они делят задачу на подзадачи с помощью сплитераторов именно таким образом. Получается, что быстрая реализация будет ещё и красивой:

public static BigInteger streamedParallel(int n) {
    if(n < 2) return BigInteger.valueOf(1);
    return IntStream.rangeClosed(2, n).parallel().mapToObj(BigInteger::valueOf).reduce(BigInteger::multiply).get();
}

Содержание

Часть 1: Введение.
Часть 2: Аппаратное обеспечение GPU и шаблоны параллельной коммуникации.
Часть 3: Фундаментальные алгоритмы GPU: свертка (reduce), сканирование (scan) и гистограмма (histogram).
Часть 4: Фундаментальные алгоритмы GPU: уплотнение (compact), сегментированное сканирование (segmented scan), сортировка. Практическое применение некоторых алгоритмов.
Часть 5: Оптимизация GPU программ.
Часть 6: Примеры параллелизации последовательных алгоритмов.
Часть 7: Дополнительные темы параллельного программирования, динамический параллелизм.