Nur so viel: Ct soll noch in diesem Jahr als Beta verfügbar sein und Software-Entwicklern dabei helfen, ihre Anwendungen noch eleganter zu parallelisieren als bisher. Und genau dieses Bestreben verfolgen auch die Jungs von Rapidmind. Das dürfte wohl der wesentliche Grund gewesen sein, warum Intel und Rapidmind seit Ende August gemeinsame Sache machen.

Aber am besten lassen wir Stefeanus, Michal und Anwar selbst zu Wort kommen …

Multithreaded programming is “hard” today

Das bedeutet für Microsoft (und Intel), Software-Entwicklern dabei zu helfen. Hierzu bieten beide (Intel und Microsoft) passende Tools, die Programmierer unterstützen. Dazu gehören laut Steve aber auch Programmiersprachen und Plattformen.

Ein kleines Schleifenbeispiel führt Steve vor, das zeigen soll, wie sich seriell programmierter Quellcode parallelisieren lässt – inklusive potenzieller Probleme.

Als Lösung für das Sortierproblem eignet sich laut Steve LINQ, das Teil von .NET 3.5 ist. Weitergesponnen bietet die parallele Version von LINQ = PLINQ eine viel bessere Lösung für Sortieralgorithmen – und mehr!

Die nächste Folie – und Steve hat eine Menge davon – zeigt den Aufbau von Visual Studio 2010. Dazu gehören Tools wie Parallel Debugger und Profiler Concurrency Analysis, Programmierungsmodelle wie PLIN!, Task Parallel Library (TPL) und mehr.

Ein paar Daten zu TPL: Es handelt sich dabei um eine parallel API mit speziellen Konstrukten wie parallel_for, parallel_invoke, critical_section (Synchronisation), task_group (Tasks), combinable<T> (Container) etc.

Jetzt folgt ein Beispiel für die anwesenden C++-Programmierer: Es zeigt eine Matrizenberechnung, genauer gesagt eine vektorbasierte Addition. Zuerst geht es um die serielle Implementierung der Rechenaufgabe, dann um die parallele mithilfe einer Lambda-Funktion und der parallel_for aus der TPL. Dabei muss man sich ernsthafte Gedanken um Race Conditions machen. Die Lösung des Problems: Es gibt mehrere Instanzen des Rückgabewerts, die am Ende addiert werden.

Die Asynchronous Agents Library eignet sich vor allem für das asynchrone Ausführung paralleler Quellcode-Abschnitte. Damit lassen sich parallel ablaufende Programminstanzen generieren, die nichts voneinander wissen, die damit nicht synchronisiert oder gelockt werden müssen. Das erlaubt eine sichere Implementierung der parallelisierten Anwendung.

Der Concurrency Runtime Scheduler ist ein Dieb: Tasks werden auf die Worker Threads verteilt und parallel ausgeführt. Sobald einer der Worker Threads nichts zu tun hat, “stiehlt” er eine laufende Aufgabe eines anderen Worker Threads, was zu einer besseren Auslastung der vorhandenen Prozessorkerne führt.

Jetzt ist das Aufspüren möglicher Fehler an der Reihe, die sich beim Parallelisieren von Anwendungen ergeben können. Das Beispiel, das Steve hierfür verwendet, ist eine Matrizenmultiplikation. Also nichts Spektakuläres. Hierfür steht in Visual Studio 2010 eine Art Thread Checker parat, der eine Anwendung analysiert und das Ergebnis grafisch aufbereitet. Dazu gehört die CPU-, Core- und Threads-Auslastung.

Die Session beginnt mit einer Folie, die all das zeigt, was Intel in Sachen High Performance Computing tut.

Folie 2 beschäftigt sich mit der Frage, welche Dinge zu berücksichtigen sind, um das Optimum aus seiner Anwendung zu holen. Dazu gehören die Wahl der richtigen Algorithmen, der passenden Programmiersprache und Compiler und natürlich die Frage nach den passenden Software-Tools, mit denen sich Anwendungen optimieren lassen.

Mit Fragen der Portabilität und der Produktivität sollten sich Entwickler ebenfalls beschäftigen. Auch hier geht es um Dinge wie Programmiersprachen, Tools, Betriebssysteme etc.

Jetzt dreht es sich um das Thema Skalierung und was getan werden muss, um eine Beschleunigung der Anwendungen zu erhalten, die sich an der Zahl der vorhandenen Prozessorkerne und Hardware-Threads orientiert.

Ok, jetzt wird’s interessanter. Der Intel-Kollege spricht über die vorhandenen Entwickler-Tools, die Intel bereit hält. Natürlich ist die Rede von Parallel Studio für C/C++-Entwickler, aber auch von Workstation-/Server- und HPC-Tools wie VTune Performance Analyzer, Intel TBB und mehr.

Wer übrigens glaubt, dass Intel sich nur der Windows-Welt verpflichtet fühlt, der irrt. Der Chiphersteller bietet ebenso Software-Tools für die Linux- und Mac-Entwickler dieser Welt.

Eine sehr schöne Folie: die Unterschiede zwischen Task- und datenbasierter Parallelprogrammierung.

Natürlich darf Parallel Studio nicht fehlen. Es geht also um Parallel Advisor, Parallel Composer, Parallel Inspector und Parallel Amplifier.

Vier Schritte, um eine serielle programmierte Anwendung zu parallelisieren:

1. Der Wechsel zum Intel Compiler verbessert ohne direkten Eingriff in den Code die Laufzeit der Anwendung.

2. Die Vektorisierung des Sourcecodes mithilfe von SIMD-Befehlen.

3. Die Implementierung von Intel-MKL-Code.

4. Automatische Parallelisierung mithilfe von OpenMP und andere Techniken.

Ein wenig Zukunftsaussichten gehören natürlich auch dazu: Intel wird seine Tools weiterentwickeln und damit sicher stellen, dass zukünftige Plattformen mit zukünftigen Anwendungen weiterhin skalieren. Dazu gehören unter anderem Weiterentwicklungen basierend auf Cilk++ und Ct.

Am Schluss gibt es noch ein paar Surftipps: Intel Software Network und whatif sollten Parallelprogrammierer auf jeden Fall kennen. Und natürlich das Software Dev Blog. Aber das stand leider nicht auf der Folie …

Neben all den bereits erwähnten Sessions und Keynotes wird es für angehende Parallelprogrammierer ein ganz spezielles Bonbon geben: Am Mittwoch, den 23. September, veranstaltet Intel von 14:00 bis 18:00 Uhr PDT (23:00 bis 24/9, 3:00 Uhr MESZ) einen vierstündigen Workshop, in dem erfahrene C- und C++-Programmierer lernen werden, wie sie mithilfe von Parallel Studio sequenziell programmierten Quellcode parallelisieren können. Als besonderen Anreiz haben sich die Organisatoren dieses Workshops zwei Leckerbissen überlegt:

1. Die ersten 50 Teilnehmer, die ein lauffähiges, parallelisiertes Programm einschicken, erhalten eine Vollversion von Parallel Studio. Gegenwert: 799 Dollar.

2. In drei Kategorien wird der jeweils beste Beitrag ermittelt. Hierbei geht es um die schnellste Ausführung, die beste Prozessorausnutzung und den besten Einsatz von Parallel Studio. Der Sieger (oder die Siegerin) erhalten eine Visa-Geschenkkarte im Wert von 250 Dollar.

Wer schon mal gucken will, was zu tun ist, um eines der 50 Parallel-Studio-Pakete abzugreifen oder gar die 250 Dollar zu gewinnen, kann sich auf der Contest-Seite ausführlich darüber informieren. Und im Evaluation Center von Intel könnt ihr euch eine 30-Tage-Version von Parallel Studio besorgen. Zum Aufwärmen, quasi.

Ach ja: Am zweiten Tag des IDF beginnen die Techsessions erst um 13:05 Uhr PDT (22:05 MESZ), da vormittags zwei Keynote-Sessions anstehen und die Organisatoren obendrein die anwesenden Entwickler dazu ermutigen wollen, den Ausstellerbereich (Technology Showcase) zu besuchen.

13:05 Uhr PDT (22:05 MESZ): Parallel-Guru und Product Unit Manager Steve Teixeira wird 50 Minuten lang über das geplante .NET-4-Framework mit all seinen Vorzügen für Parallelprogrammierer reden. Dabei geht es unter anderem um die Parallel Extensions und das task-basierte Debuggen mithilfe von Visual Studio 2010. Und ein kurzes Produkt-Update gibt es bestimmt auch.

13:05 Uhr PDT (22:05 MESZ): Wer die Intel Threading Building Blocks mal in Aktion sehen will, sollte in den Raum 2000 kommen, um dem Workshop von Victoria Gromova beizuwohnen. Und allen, die den Termin nicht schaffen, empfehle ich die ein oder andere Lektüre.

14:05 Uhr PDT (23:05 MESZ): Eine Techsession mit dem Titel “Next Generation Core-to-Core Interconnects for Many-Core Processors” sollte man eher nicht versäumen. In dem Workshop geht es unter anderem um die Themen Latency, Bandbreite und Traffic Management bei Prozessorverbünden. Aber auch um die möglichen Ansätze, solche Hochgeschwindigkeits-Netze aufzubauen.

14:05 Uhr PDT (23:05 MESZ): Ich sag mal: Qual der Wahl, denn zeitgleich zu der Many-Core-Session gibt es im Raum 3016 interessante Einsichten in das Innenleben von Moorestown, der zukünftigen MID-, Smartphone- und Netbook-Plattform von Intel. Hier erfährt man alles über SOC (System-on-a-chip) im 45-nm-Fertigungsverfahren, verbessertes Energiemanagement inklusive verlängerter Batterielaufzeiten und weitere interessante Details.

15:05 Uhr PDT (24/9, 00:05 MESZ): Im April dieses Jahres habe ich bereits über das Ct-Projekt berichtet, das noch in diesem Jahr in seine Beta-Phase überführt werden soll. Hinter dem Begriff Ct verbirgt sich eine Weiterentwicklung von C++, und zwar für datenbasierte Anwendungen, die beispielsweise bei der Bildbearbeitung oder dem Videoschnitt zum Einsatz kommen. Und genau darüber werden vier Intel-Experten 50 Minuten lang reden: Wie Ct Entwicklern dabei hilft, skalierende Anwendungen zu entwerfen und zu programmieren. Dabei gibt es auch diverse Beispiele zu begutachten.

16:05 Uhr PDT (24/9, 1:05 MESZ): Um kurz nach vier kommen wieder alle Mobil-Geeks auf ihre Kosten: In einer 50-minütigen Techsession gibt es einen Rundumschlag in Sachen Moblin, der Linux-Distribution für mobile Endgeräte. Die anwesenden Entwickler erfahren also, warum Netbooks und andere Gadgets auf Moblin-Basis so schnell booten, was die Hauptbestandteile des Moblin-Kerns sind und was es mit den Fachbegriffen Clutter, GeoClue und ConnMan auf sich hat.

16:05 Uhr PDT (24/9, 1:05 MESZ): Darüber berichtet habe ich ja schon, in Aktion gesehen habe ich ihn allerdings noch nicht: Parallel Advisor, der künftig fester Bestandteil von Parallel Studio werden soll. Daher heißt er auch noch Parallel Advisor Lite und ist in der Lage, diejenige Abschnitte im C++-Code zu finden, die sich besonders für das Multithreaden eignen. Der Advisor trägt aber auch dazu bei, strukturierter zu programmieren und damit weniger fehleranfälligen Sourcecode zu generieren.

17:15 Uhr PDT (24/9, 2:15 MESZ): Moblin überall, so könnte man das diesjährige IDF fast bezeichnen. Daher gibt es um Viertel nach fünf lokaler Zeitrechnung einen guten Überblick, wie sich Anwendungen für das Linux-Derivat programmieren lassen. Robert Bradfort und Bob Spencer werden hierfür Einblicke gewähren in das Moblin SDK, in die APIs, wie sich Web-Apps programmieren lassen und welche Tools sonst nocht bei der Erstellung Moblin-basierter Programme helfen.

Zum einen werden die Rapidmind-Produkte und Lösungen in Zukunft von Intel vermarktet, was deren Reichweite natürlich drastisch erhöht. Zum anderen kommt Intel in den Genuss, die volle Bandbreite – sowohl technologisch als auch ressourcen-seitig – von Rapidmind zu nutzen. Und das geht meines Erachtens in diverse Richtungen.

Rapidmind-Tools wie Code Optimizer, Load Balancer, Data Manager und Diagnostics sind möglicherweise sehr gute Ergänzungen zu den vorhandenen Intel-Werkzeugen wie Parallel Studio, Thread Checker und Intel TBB. Vor allem, wenn man die Bandbreite der unterstützten Hardware seitens der Rapidmind-Tools genauer betrachtet: Ok, AMD-Prozessoren wird Intel wohl nicht im Visier haben, aber Grafiklösungen wie die kommende Larrabee-Plattform waren für Intel sicherlich ein wichtiger Kaufgrund.

Auch die Nähe der Rapidmind-Werkzeuge zu Embedded Hardware ist für Intel sehr interessant. Denn das IDF steht vor der Tür, und was könnte dort angekündigt werden? Genau, die nächste Generation des Atom-Prozessors. Und der könnte ja mit zwei Prozessorkernen ausgestattet sein. Dann kommt Rapidmind erst richtig zum Zug.

Und nicht zuletzt der Blick auf die unterstützten Betriebssysteme lässt den Deal zwischen Intel und Rapidmind logisch erscheinen. Neben Mac OS X und Windows stehen nämlich diverse Linux-Distributionen auf der Liste der kompatiblen Rapidmind-Produkte. Unter anderen wird das Linux-Derivat Fedora unterstützt. Und wo steckt Fedora drin? Na? Stimmt, im Intel-eigenen Linuxprojekt Moblin, das ja hauptsächlich auf Netbooks laufen soll, in denen möglicherweise demnächst Dualcore-Atom-CPUs werkeln. So kommt dann eins zum anderen, oder?!

Na, wir werden sehen, wie sich das Ganze entwickelt. Ich werde mir auf dem Intel Developer Forum auf jeden Fall die Zeit nehmen, die Rapidmind-Produkte aus nächster Nähe zu begutachten und mit den zuständigen Entwicklern über meine Vermutungen zu reden. Und vielleicht gibt’s ja dann auch schon mehr in Sachen Atom-Prozessor zu berichten.