有效提升電腦效能逾12% 中正資工教師研發技術改善多核心CPU路由
Jul 17, 2023
數位科技飛快演進，日常生活脫離不了3C產品，也因講究高流暢度、高畫質，更加重視中央處理器（CPU）效能。中正大學資訊工程系副教授羅習五針對多核心處理器開發軟體技術，用程式碼限制處理器核心的傳遞路徑，不僅提高12至25%電腦效能，也有望應用於遊戲、雲端伺服器等領域。近日該技術更在有系統界奧斯卡之稱的「作業系統設計與實作（OSDI）」國際會議發表，是台灣僅三篇登上該會議的學術研究之一。
每一台電腦一定都有CPU，猶如人類大腦，可說是電腦的關鍵元件。早期CPU以單核心為主，隨著科技進步，逐漸發展出能夠容納兩個或以上核心的多核心處理器，「這些核心彼此會協同工作，就像是大型機構，如何有效、快速的溝通才是重點。」中正資工系副教授羅習五說，把多核心處理器想成一個組織裡有許多員工可以存取共同的文件，但不能同時存取同份文件。當核心數量少，存取順序不影響效能，然而核心數量越多，若沒有適當的管理方法，有些核心就會浪費時間一直等待，或不按距離遠近傳送讓效率變低，拖垮電腦效能。
「每個核心的速度都有細微差異，造成特定核心常常優先存取資料，我們開發的軟體技術能讓訊息從鄰近的核心開始，且按照順序傳遞，保證公平性。」羅習五說，團隊撰寫程式修改軟體開發的函數庫，以最短路徑控制每個核心存取資料的順序，並將技術命名為「處理器上的訊息路由（RON）」。
經實驗測試，中正團隊技術可以提高電腦整體效能約12至25%，除了需要高畫質、高流暢度的遊戲，也能應用雲端伺服器領域。目前中正團隊已申請技術專利，並尋求產學合作的機會。羅習五也表示，技術的程式碼很短，只要在編譯系統時，將團隊所寫的函數庫一同編寫進去即可，沒有移植上的困難。
中正資工團隊花費4年做實驗、跑模擬器數據，多次嘗試將研究成果投稿到國際知名開源軟體協會「USENIX」旗下的OSDI研討會。儘管曾被拒絕多達6次，羅習五笑說，對他而言，登上這個研討會是他做研究的目標，在堅持反覆修正和測試之下，成果日前終於被OSDI接受。
中正校方指出，USENIX協會是歷史相當悠久的組織，甚至有些作業系統的標準是由該協會制定，而OSDI研討會更是該協會頂尖會議之一，被譽為「系統界的奧斯卡」，過去30年來，台灣在OSDI只有2篇論文發表，此次中正資工團隊成果獲肯定，實屬不易。