GDCE 2010: Erster Tag mit Intel GPA, Netbook-Games und Havok Physics-Engine

Der erste Tag hier auf  der Game Developers Conference Europe 2010 ist schon wieder fast Geschichte. Daher folgt eine Zusamenfassung der ersten Sessions, Erkenntnisse und der Havok-Demo.

Die erste Intel Techsession hielt Steve Hughes, der über Intel Graphics Performance Analyzers sprach. Diese Toolsuite hilft Entwicklern, ihre Spiele und Anwendungen zu analysieren und mögliche Flaschenhälse und andere nervige Dinge aufzuspüren und zu eliminieren. Steve sprach auch über die neuen Features vin Intel GPA 3.0, zeigte, wie sich die drei Werkzeuge (System Analyzer, Frame Analyzer, Platform View) richtig einsetzen lassen und wie man mit diesen Tools Veränderungen an einzelnen Frames unmittelbar sehen kann

Darüber hinaus haben wir gelernt, dass Intel GPA ein SDK und ein Capture-Tool umfasst, dass Intel GPA als Client-Server-Anwendung läuft, um die Testplattform so wenig wie möglich mit den notwendigen Berechnungen zu belasten und dass man mit Intel GPA einfach und schnell ganz tief in sein Spiel blicken kann.

Techsession Nummer zwei hielt Leigh Davies, der ebenfalls für Intel arbeitet. Sein Vortrag nannte sich “Building Games for Netbooks” und war randvoll mit interessanten Erkenntnissen wie diesen:

• Ad-hoc-Gaming für Netbooks ist mit dem Intel Laptop TDK ziemlich einfach.
• So aktiviert man die APIs des Intel Laptop TDK.
• So maximiert man die Rechenleistung des Intel Atom Prozessor mithilfe von Threading und SSE-Befehlen.
• Diese Vektorisieringsoptionen können für den Intel Atom-Prozessor angewendet werden.
• Mit den richtigen Compiler-Einstellungen optimiert man seine Spiele für die Intel Atom-CPU.
• Und vieles mehr

Darüber hinaus hatten wir die Gelegenheit, mit den Jungs von Havok zu reden, die sich den Demostand mit Intel teilen. Zu diesem Zweck haben wir unsere Videokamera aufgebaut und uns die Havok-Demo zeigen lassen, die aus drei Teilen besteht: die Havok Physics im Allgemeinen, zu “Zerstörungszwecken” und für das Rendern von Kleidung und Ähnlichem in Echtzeit. So, dann einfach nur auf den jeweiligen Link geklickt und das Video angeschaut. Viel Spaß dabei!

Review: Multicore-Programmierung auf den dotnetpro.powerdays, Teil 2

Zugegeben, die dotnetpro.powerdays sind schon wieder eine Woche her, was mich aber nicht davon abhalten soll, den zweiten Teil meiner Rückschau zu veröffentlich. Sorry Leute, ich bin einfach nicht früher dazu gekommen. War ziemlich viel los seitdem.

Nach der Keynote-Session von Mario Deilmann (mit dem ich übrigens gestern zusammen saß, neuer Geschichten wegen) waren Bernd Marquardt und Volker Jungbluth an der Reihe, die eine Menge über PPL, TPL und OpenMP zu erzählen hatten.

Bernd begann mit seiner PPL-Session, die sich mit der Parallel Pattern Library beschäftigte. PPL richtet sich an native Programmierer und soll die Parallelprogrammierung deutlich vereinfachen, da sich Entwickler nicht um das Verteilen des parallelisierten Quellcodes auf die zugehörigen Threads kümmern müssen. Dabei sollte man laut Bernd aber trotzdem sicher stellen, dass der seriell erstellte Code fehlerfrei läuft, bevor man sich ans Parallelisieren macht. Ach ja: Die PPL lässt sich nur mit Visual Studio 2010 einsetzen.

Die PPL besteht vor allem aus thread-sicheren Algorithmen, Containern, Objekten und der Task-Parallelisierung. Ein wesentlicher Bestandteil dabei sind sogenannte Lambda-Funktionen, mit denen Code als Parameter in einem Methodenaufruf übergeben werden kann. Dies geschieht mithilfe spezieller Funktionen wie parallel_for() und parallel_for_each(). Besonders interessant ist die Funktion parallel_invoke(), mit der sich bis zu 10 Lambda-Funktionen parallelisieren lasssen, die allerdings alle möglichst gleich lang sein sollten.

Es gibt darüber hinaus Methoden wie try() und throw(), mit denen parallele Schleifen unterbrochen werden können. Und mit der combinable-Klasse erlaubt die PPL den gemeinsamen Zugriff auf eine Variable, ohne dass Data Races entstehen. Schließlich machte Bernd noch darauf aufmerksam, dass die Task-Parallelität das asynchrone Ausführen von Anwendungen erlaubt, indem Task-Gruppen definiert werden. Und ein wichtiger Tipp lautete abschließend: Fehlerfreie Parallelprogrammierung hat sehr viel mit lokalen Variablen zu tun, auf die man nicht von außen zugreifen darf.

Anschließend gab Volker Jungbluth sein Wissen ins Sachen Task Pattern Library (TPL) zum Besten. TPL entspricht in vielen Aspekten der PPL, ist allerdings für die Parallelisierung von Managed Code entwicklelt worden. Ein wichtiger Bestandteil des .NET4-4-Frameworks ist übrigens PLINQ, mit dem man sich als Programmierer laut Volker unbedingt beschäftigen sollte. So sind beispielsweise mit der Methode AsParallel() parallele Abfragen auf Datenstrukturen recht einfach möglich. Interessant fand ich auch die Feststellung, dass Parallel_for-Konstrukte mit dem Partitioner deutlich schneller laufen als ohne.

Weitere Erkenntnisse der Jungbluth’schen Techsession:

• Mit parallel_invoke() lassen sich mehrere Aufgaben auf Threads verteilen, ohne dass man sich explizit darum kümmern muss

• Mit Futures lassen sich task-basierte Ergebnisse im Hintergrund berechnen

• Mit continuation() lassen sich Task-Ketten erstellen, die dank der Lambda-Funktionen Ergebnisse übergeben können.

Nach soviel Parallelprogrammierung unter .NET 4 kam Bernd nochmals auf OpenMP zu sprechen, dass sich zwar am Thread-Konzept orientiert, aber gerade für das Parallelisieren von einfachen Schleifenkonstrukten prima geeignet ist. Daher ist OpenMP vor allem für mathematische Algorithmen eine gute Alternative zu TPL oder PPL, die in der Anwendung doch recht kompliziert sind.

Das Gute an OpenMP ist der Schalter /openmp, der beim Compileraufruf verwendet wird – oder auch nicht. Das erleichtert das Parallelisieren von seriellem Code erheblich, da beim Auftreten von Problemen der OpenMP-Schalter einfach nicht zum Einsatz kommt und die Anwendung zu Testzwecken seriell ausgeführt wird. Ach ja: Auf Basis des Intel-C++-Compilers lassen sich mit dem richtigen Switch fehlerhafte OpenMP-Konstrukte aufspüren.

Toll an OpenMP sind aber auch andere Aspekte:

• Für nicht-ausgewogene Schleifen verteilt OpenMP mit der Mehtode parallel_for_schedule() ganze Schleifenteile gleichmäßig auf auf jeden Thread. Das garantiert eine effiziente Ausführung von parallelen Schleifen.

• Mithilfe der OpenMP-API open_set_num_threads(int) wird die Anzahl der vorhandenen Thread-Ressourcen bestimmt und somit optimal genutzt.

• OpenMP-Variablen sind standardmäßig “shared”. Private-Variablen müssen daher explizit deklariert werden.

• Was für die TPL/PPL der Invoke-Befehl ist, heißt bei OpenMP “sections”.

• Mit dem OpenMP-Pragma omp parallel for if(Anweisung) lassen sich bedingte OpenMP-Schleifen bauen.

Review: Multicore-Programmierung auf den dotnetpro.powerdays, Teil1

Kaum sind die dotnetpro.powerdays vorbei, sitze ich schon wieder im Zug, auf dem Weg nach Frankfurt am Main, um mich auf dem dort stattfindenden Samsung Developer Day ein wenig über das samsung-eigene Mobil-OS Bada zu informieren. Die Zeit hier im ICE will ich mir mit dem ersten Teil meiner persönlichen Multicore-Event-Rückschau vertreiben.

Der Multicore-Programmierungs-Track auf den dotnetpro.powerdays 2010 wurde von Mario Deilmann eröffnet, der sich bei Intel u.a. um das Thema Compiler kümmert. Aber nicht nur das: Mario weiß auch eine Menge zu erzählen über die passenden Multithreading-Konzepte, was er auf der Entwicklertageskonferenz auch tat.

Seine Keynote fing mit einem grundsätzlichen Statement an: Die Multicore-Programmierung unterscheidet sich unter anderem in Sachen Abstraktionsebenen Das beginnt bei den eher komplizierten Thread-APIs, geht über OpenMP und Intel TBB und endet bei Tasks und den zugehörigen parallel-tauglichen Architekturen. Dabei gilt festzuhalten, dass je nach Abstraktionsgrad das Parallelisieren mithilfe der jeweiligen Methode mal mehr oder mal weniger kompliziert ist. So stellt sich das Parallelisieren mithilfe von POSIX-Threads kompliziert und fehleranfällig dar und skaliert darüber hinaus sehr schlecht.

Daneben sind Konzepte wie OpenMP ein guter Schritt in die richtige Richtung, allerdings basiert OpenMP immer noch auf expliziten Threads, was möglichst unter allen Umständen vermieden werden sollte. Jedoch konnten die Anwesenden später von Bernd Marquardt lernen, dass OpenMP vor allem für mathematische Anwendung oftmals eine gute, weil einfach anzuwendende Alternative ist.

Die beste Methode ist in vielen Fällen allerdings das Abstrahieren von Threads auf Basis von Tasks. Dies erfordert aber den Einsatz des passenden Frameworks inklusive der entsprechenden Entwicklungsumgebung. Solch ein Framework ist .NET 4 samt Visual Studio 2010, das ja noch recht jung ist. So hilft .NET 4 mithilfe von speziellen Funktionen, Klassen und Methoden, Anwendungen zu parallelisieren, ohne dass der Entwickler sich um das Erstellen, Verwalten und Anhalten/Löschen von Threads kümmern muss. Zudem helfen Thread-Pools beim optimalen Verteilen der Tasks auf die erforderlichen Threads. Dabei kommen Techniken wie Thread Stealing zum Einsatz, was ein effizientes Ausnutzen der vorhandenen Ressourcen garantiert.

Ein weiteres in Frage kommendes Parallel-Konzept befindet sich derzeit im Beta-Status und nennt sich Cilk, es ist einem Projekt des MIT entsprungen. Cilk wird Teil der nächsten C++-Compiler-Version von Intel sein. Mit Cilk bekommen Programmierer und Software-Entwickler ein mächtiges Tool zum nahezu automatisierten Parallelisieren von Anwendungen an die Hand. Cilk lässt sich laut Mario an einem Nachmittag erlernen und erfordert keine Änderungen am vorliegenden Quellcode. Allerdings sollte man sich vor dem Parallelisieren ein paar Gedanken darüber machen, wie der vorhandene Code möglichst effizient strukturiert werden kann, so dass Cilk seinen Job optimal erledigt.

Natürlich bietet Cilk Konstrukte wie parallel_for-Loops und beherrscht auch das Worker Stealing. Daneben reduzieren Hyperobjects die Gefahr von Data Races, ohne dass der Quellcode per Locks “serialisiert” werden muss. Sehr cool ist auch der Einsatz eigener Reducer, die deutlich flexibler als unter OpenMP und Intel TBB arbeiten Zudem generiert das Erstellen von Tasks mithilfe von Cilk deutlich weniger Overhead als das Erstellen von Threads bei vergleichbaren Konzepten wie OpenMP.

So, und wen Cilk jetzt so richtig neugierig gemacht hat, sollte dieses Blog in den nächsten Tagen immer wieder besuchen. Denn ich werde kommenden Dienstag mit Mario zusammensitzen und alles über Cilk aus ihm herausquetschen. Und die nächsten Teile meiner Multicore-Miniserie anlässlich der dotnetpro.powerdays gibt es natürlich auch sehr bald. See you then!

dotnetpro.powerdays: Multicore-Programmierung

Morgen ist es also soweit: Da geht es im Holiday Inn um 9:00 Uhr los, und das übergeordnete Thema heißt “Multicore-Programmierung”. Klar, dass ich auch dort sein werde, um in gewohnter Manier darüber zu berichten – in Form von Tweets und Blogbeiträgen. Es geht dabei um folgende Sessions:

• Parallel-Programmierung – wie geht’s und das bringt’s
• Parallelisierung von nativem Code
• Parallelisierung mit Managed Code
• Parallelisierung im OLTP-Alltag
• Parallelisierung von Berechnungen mit OpenMP
• Abschlussdiskussion | CUDA – Die etwas andere Art schnell zu rechnen

Also, ich freu’ mich drauf! Dann bis morgen…

Tech-Ed 2010: Jetzt anmelden und 500 Euro sparen

Anfang Mai habe ich schon darüber gebloggt: die Microsoft Tech-Ed Europe findet auch in diesem Jahr wieder in Berlin statt, und zwar vom 8. bis 12. November. Ich hoffe ja, dass ihr alle den Termin schon mal im Kalender vorgemerkt habt. Und ab sofort solltet ihr euch nicht nur darauf freuen, sondern euch auch für die Microsoft-Konferenz anmelden. Und wenn ihr ganz besonders schnell seid, könnt ihr satte 500 Euro sparen. Dieses “Early-Bird”-Angebot gilt genau bis zum 5. Juli und reduziert den All-Inclusive-Pass von 1.895 Euro auf 1.395 Euro.

Das Geld scheint wohl ziemlich gut angelegt zu sein, denn es werden wieder rund 370 Techsessions und  mehr als 150 so genannte Hand-on-Workshops angeboten, also mehr als 100 Sessions pro Tag. Da sollte schon das eine oder andere dabei sein, was für euch relevant und interessant ist. Aber natürlich ist solch eine Konferenz auch zum Netzwerken gut und zum Kennenlernen und zum Feiern am Abend.

Und falls ihr wissen wollt, mit welchen Themen wir uns hier auf dem Software Dev Blog während der letztjährigen Tech-Ed Europe beschäftigt haben: ein Mausklick genügt.

dotnet Cologne 2010 #3: Noch mehr Infos und Präsentationen

Ja doch, ich geb’s ja zu, ich bin mit meinem dritten Teil der dotnet Cologne 2010 (Teil 1 und Teil 2) ein wenig in Verzug. Und da ich dies natürlich wieder gutmachen möchte, gibt es heute neben den Infos zu den zwei noch ausstehenden Sessions von Oliver Sturm und Bernd Marquardt ein Schmankerl (bayerisches Idiom für “Leckerbissen”) dazu: Es sind nämlich schon ganz viele Präsentationen der Techsessions online, die man sich von dort einfach auf seinen Rechner laden kann. Ein toller Service für alle, die nicht dabei sein konnten oder durften oder sonst was.

So, und was gibt es abschließend noch zu Olivers und Bernds Vorträgen zu sagen? Nun, beide waren (a) sehr unterhaltsam und (b) sehr informativ. Aber gut, das war ja auch nicht anders zu erwarten.

Oliver Sturm ist bestimmt vielen von euch ein Begriff: er ist unter anderem C#-MVP, betreibt ein eigenes Blog und twittert sogar ab und an. Seine Session trug den Titel “Parallelisierung mit funktionalen Ansätzen in C#”. Dabei ging es – grob gesagt – um den Multicore-Shift (”Wie übersetzt man das eigentlich?!”), um das Parallelisieren von Quellcode mithilfe der Parallel Extensions in .NET und um entsprechende funktionale Ansätze, demonstriert anhand zweier Beispiele (das Filtern von Namenslisten und die parallelisierte Erzeugung von Mandelbrotbäumen). Interessant fand ich übrigens Olivers Versuch, die Begriffe “Multithreading”, “Concurrency” und “Parallelism” voneinander abzugrenzen, da diese im englischen Sprachraum äußerst oft synonym verwendet werden. Tja, und den Rest seiner Präse schaut ihr euch am besten selbst an.

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dotnet Cologne 2010, ein voller Erfolg – Teil 2

Wie ich bereits berichtete, habe ich mich letzte Woche auf der dotnet Cologne 2010 herumgetrieben und mir dabei die Sessions von Rami Radi, Mario Deilmann, Oliver Sturm und Bernd Marquardt zu Gemüte geführt. Auf die Session von Rami bin ich ja bereits ausführlich eingegangen, und jetzt folgen noch die von Mario, Oliver und Bernd.

Dr. Mario Deilmann (so sein vollständiger Name) ist bei Intel für Compiler und ähnlich geartete Software-Tools zuständig. Mit seiner Lunch-Session ging er der Frage nach, welches Programmier- bzw. Thread-Modell für skalierende Anwendungen das beste sei. Skalierend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass parallelisierter Quellcode nicht nur optimal auf zwei Prozessorkerne verteilt wird, sondern auch auf vier, sechs, acht oder 256 Kernen läuft – und zwar ohne Leistungseinbußen.

Hierfür ist laut Mario zunächst einmal ein passendes Profiling-Tool wie der Intel VTune Performance Analyzer erforderlich, mit dem man diejenigen Funktionen, Module und andere Stellen des Quellcodes aufspürt, die für die meiste Rechenleistung und -zeit verantwortlich sind. Denn das sind oft die Stellen, an denen man als Software-Entwickler ansetzen sollte. In vielen Fällen sind das zum Beispiel Schleifenkonstrukte, die sich bestens zum Parallelisieren eignen.

Eine der passenden Programmiermodelle wusste Mario natürlich gleich darzustellen: OpenMP. Allerdings weist diese pragma-basierte Parallelisierung von seriellen Anwendungen auch diverse Nachteile auf: Man denkt als Programmierer in Threads anstatt in Tasks (was laut Mario eigentlich ein absolutes No-Go sein sollte), es lassen sich keine eingebetteten Parallelkonstrukte realisieren und mit lokalen Daten geht OpenMP ebenfalls nur suboptimal um. Aber für die schnellen ersten Ergebnisse für parallel ausführbare Programme ist OpenMP laut Mario eine gute Wahl.

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dotnet Cologne 2010 war ein voller Erfolg!

Die letzte Woche war für mich mal wieder sehr event-haltig: Mittwoch und Donnerstag war ich auf der Droidcon 2010 in Berlin, am Freitag verschlug es mich dann nach Köln der dotnet Cologne 2010 wegen, und kaum war ich von meiner Reise zurück, unternahm ich am Samstag noch einen kurzen Abstecher in Richtung GamesCamp Munich 2010, die vom lieben Kollegen Flo Bergmann organisiert wurde.

Da es auf diesem Blog ja um das Thema Multicore-Programmierung geht, widmet sich dieser Blogbeitrag der dotnet Cologne 2010. Zunächst einmal möchte ich den Organisatoren rund um Albert Weinert, Roland Weigelt und all den anderen ein großes Kompliment aussprechen: Ihr habt da wirklich ein tolles Event mit tollen Themen, Sessions und Sprechern organisiert. Ok, dass der Kaffee nicht immer warm war und die Technik gleich mal am Anfang nicht so recht wollte, übersehe ich gerne. Wichtig ist doch, dass die Inhalte stimmen und gut rübergebracht werden. Und das war auf jeden Fall so. Also zumindest kann ich das von den Vorträgen behaupten, die ich besucht habe.

Meine persönliche Sessionplanung umfasste vier Vortragende: Rami Radi und Mario Deilmann von Intel, den sehr unterhaltsamen Oliver Sturm und zu guter Letzt den werten Bernd Marquardt, der auf solch einer Veranstaltung natürlich nicht fehlen darf (und den ich im Juni auf den dotnetpro powerdays wieder erleben werde).

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dotnet Cologne 2010 inkl. Parallelprogrammierung

Auf dem IT-techBlog hab ich’s schon verraten: Nächste Woche bin ich so richtig auf Achse. Mit den Stationen Berlin, Hamburg und Köln komme ich ganz gut rum in der Republik. Hoffen wir mal, dass der isländische Vulkan nix dagegen hat (ok, einen Teil der Strecken fahre ich ohnehin Zug).

In Köln bin ich, weil Intel dort einen Teil des Sponsorings übernommen hat und ich live aus dem Holiday Inn berichten werde, in dem die dotnet Cologne 2010 stattfindet. Das Programm habe ich ja schon in großen Teilen vorgestellt. Allerdings haben sich seitdem zwei Änderungen ergeben, die vor allem Intel betreffen. Und die will ich euch natürlich nicht vorenthalten.

Zum einen wird Mario Deilmann nicht über Intel Parallel Studio mit .NET und Visual Studio sprechen, sondern im Rahmen einer Lunch-Session die bekanntesten Windows-Modelle der Parallelprogrammierung vorstellen. Dabei geht es sicherlich um Multithreading-Konzepte wie OpenMP, APIs und Intel TBB. Und sicherlich wird auch Parallel Studio seinen Platz finden, alleine schon wegen der Unterstützung seitens Visual Studio 2010.

Zum anderen wird Kollege Rami Radi von Intel eine Stunde lang über Windows 7, .NET 4 und die Multicore-Programmierung sprechen. Wer sich hier schon länger tummelt, wird sich möglichweise daran erinnern, dass Rami diesen Vortrag schon mal gehalten hat. Womit er allerdings nicht minder aktuell wäre, denn das Thema Parallelprogrammierung hat mit Visual Studio 2010 und .NET 4 ja schließlich gerade erst begonnen.

Für alle, die der dotnet Cologne 2010 leider nicht beiwohnen können, folgt hier die gute Nachricht: Ich werde für euch von dort einen ganzen Tag lang über die wichtigsten und interessantesten Sessions in Sachen Parallelprogrammierung berichten. Macht euch schon mal einen dicken, roten Kringel um den 28. Mai 2010!

Termin für Microsoft Tech-Ed Europe 2010 steht

Stimmt, der Termin ist noch weit weg, aber man kann ja nie früh genug über wichtige Events berichten. Und dazu gehört die Microsoft Tech-Ed Europe 2010 auf jeden Fall, zumindest wenn man Software-Entwickler ist und die Windows-Plattform als seine bevorzugte betrachtet.

Wie ich überhaupt darauf komme? Nun, ein Microsoft-Mann hat mich in die Tech-Ed-Facebook-Gruppe eingeladen, und da konnte ich natürlich nicht widerstehen, mich derselben anzuschließen. Man erfährt noch nicht wirklich viel, aber zumindest ist dort nachzulesen, dass alle Frühanmelder stolze 500 Euro sparen können, wenn sie sich bis zum 5. Juli anmelden (dann kostet das Ticket 1.395 Euro).

Zwar ist die Tech-Ed-Seite noch nicht umgestellt (es geht noch um 2009!), und damit auch die Anmeldung noch nicht möglich, aber beide Missstände sollen wohl demnächst behoben sein.

Falls ihr den Termin im Kalender schon mal eintragen wollt: die Tech-Ed Europe 2010 findet vom 8. bis 12. November statt, und zwar wieder in Berlin auf dem altehrwürdigen IFA-Messegelände, was letztes Jahr ganz gut geklappt hat. So, und der Vollständigkeit halber will ich den Twitter-Alias nicht verschweigen, mit dem ihr der Tech-Ed Europe 2010 folgen könnt: teched_europe. Und falls ihr euch das bis November merken könnt: Der Hashtag steht auch schon fest und lautet #tee10.

Ach ja: Ich war letztes Jahr live in Berlin dabei und habe mit Tom zusammen ein paar schöne Blogbeiträge samt Videos erstellt und veröffentlicht. Dabei haben wir unter anderem darüber berichtet, wie…

… .NET-Entwickler mithilfe von VTune Performance Analyzer Bottlenecks aufspüren können

… die CCR .NET-Entwicklern bei der Parallelprogrammierung hilft

… .NET-Entwickler vom Multithreading profitieren

… Visual Studio und .NET 4 Parallelprogrammierer unterstützen