在第 56 屆 IEEE / ACM 微體系結構國際研討會上，美國加州大學河濱分校（UCR）的研究人員展示了一種全新的方法，可以實現計算速度翻番、能耗減半的效果。

研究人員表示這項技術理論上適用于從智能手機到數據中心服務器的任何處理器和加速器，但需要進一步地開發適配。

加利福尼亞大學電氣與計算機工程系副教授、本研究報告的共同作者曾宏偉（Hung-Wei Tseng）表示：

你不需要增加新的處理器，可以在現有計算機平臺上部署。這項技術的核心，是幫助你更合理高效地管理可用硬件資源。

研究人員開發的平臺打破了傳統的編程模式，團隊將其稱為同步異構多線程（SHMT）。傳統編程模式是在一段時間內，只向系統的一個計算組件（中央處理器、圖形處理器、張量處理器或其他處理器或加速器）提供數據，而 SHMT 技術在所有組件之間同時并行執行代碼。

傳統、現代異構和 SHMT 的并行化方法比較

SHMT 采用質量感知工作偷取（QAWS）調度策略，保持平衡控制計算質量和工作負載，因此降低了資源調用。

SHMT runtime 系統將創建一組虛擬操作（vOPS），并劃分為一個或多個高級操作（HLOP），以便同時使用多個硬件資源。

根據所選政策加速 SHMT 計算

傳統計算與 SHMT 的活動和閑置消耗比較

SHMT runtime 系統將 HLOPS 分配到任務隊列，在目標硬件上運行。由于 HLOPS 與硬件無關，runtime 系統可根據需要將任務重定向到計算平臺的一個或另一個組件。

研究人員以他們創建的測試平臺為例，展示了新軟件庫的有效性。他們創造了一種混合體，既可以被視為智能手機，也可以被視為一種個人電腦，甚至是服務器。

該測試平臺基于一塊帶有 PCIe 接口的背板，一臺搭載英偉達 Nano Jetson 模塊組的“計算單元”，通過 M.2 Key E 插槽連接谷歌 Edge 加速器（TPU）。該模塊帶有四核 ARM Cortex-A57 處理器（CPU）和 128 個 Maxwell 架構圖形內核（GPU）。

本系統的主內存為 4 GB LPDDR4，頻率為 1600 MHz，速度為 25.6 Gbps，用于存儲一般數據。Edge TPU 模塊額外包含 8 MB 內存，并使用 Ubuntu Linux 18.04 作為操作系統。

在一個使用標準測試應用程序的簡易異構平臺上運行 SHMT 軟件包的結果表明，與基本計算分配方法相比，采用最有效策略的 QAWS 框架的計算速度提高了 1.95 倍，消耗顯著降低了 51%。

這種方法如果應用于數據中心，可以在保持現有硬件不變的情況下，最大化性能收益。目前，所提出的解決方案尚未準備好付諸實施，但肯定會有很多人對此感興趣。