Nowy projekt chipów komputerowych

Dzisiaj spinoff MIT Tilera ogłosił, że dostarcza chip komputerowy z 64 oddzielnymi procesorami, których konstrukcja drastycznie różni się od chipów obecnych w dzisiejszych komputerach. Nowy układ, o nazwie Tile64, pozwala uniknąć niektórych wąskich gardeł prędkości związanych z dzisiejszą architekturą układów i może działać przy znacznie mniejszej mocy, mówi Anant Agarwal , założyciel i dyrektor ds. technologii firmy Tilera z siedzibą w Santa Clara w Kalifornii. Początkowo Tile64 będzie używany w aplikacjach wideo, takich jak systemy wideokonferencyjne, oraz w sprzęcie sieciowym, który monitoruje ruch w celu ograniczenia spamu i wirusów w e-mailach.

Siatka wielordzeniowa: Ten chip, który mierzy około 40 milimetrów kwadratowych, zawiera 64 procesory – lub rdzenie – połączone ze sobą w sieci mesh, nowej architekturze chipowej. Procesor jest obecnie dostarczany do firm produkujących technologię wideokonferencji i routery sieciowe.

Chipy z wieloma jednostkami przetwarzającymi lub rdzeniami nie są niczym nowym. Jednak pozwalając rdzeniom na bezpośrednią komunikację między sobą, Tilera rozwiała powszechną obawę o opłacalność dodawania większej liczby rdzeni do mikroprocesorów. Każdy procesor na dzisiejszym rynku jest wielordzeniowy, mówi Agarwal. Nadzieją branży jest podwajanie liczby rdzeni co 18 miesięcy. Przewiduję, że do 2014 r. będziemy mieć architekturę 1000 rdzeni. Ale problem polega na tym, że [obecne] architektury nie skalują się.

W istniejących układach wielordzeniowych każdy rdzeń komunikuje się z innymi za pomocą zestawu przewodów zwanego magistralą. Wydajność niekoniecznie spada, gdy dwa lub cztery rdzenie współdzielą magistralę, ale gdy 16 lub więcej rdzeni próbuje z niej korzystać jednocześnie, dane mogą zostać zarchiwizowane. Agarwal wyjaśnia, że ​​chip Tilery nie ma centralnej magistrali. Zamiast tego każdy rdzeń jest połączony ze wszystkimi pozostałymi. Na każdym rdzeniu znajduje się również w pełni funkcjonalny procesor, na którym można uruchomić system operacyjny, oraz pamięci podręczne, w których przechowywane są dane, do których należy szybko uzyskać dostęp.

W efekcie Tile64 ma strukturę siatki, która jest podobna do tej z Internetu, sieci, w której znajduje się wiele zdecentralizowanych węzłów. Jednym z powodów, dla których Internet jest w stanie tak szybko przekazywać dane, jest to, że pakiety informacji są przesyłane przez rozległą sieć i pozwalają uniknąć korków. Jeśli poczta e-mail wszystkich musiałaby przechodzić przez centralny serwer, bez wątpienia byłyby opóźnienia. Mikroprocesor Tilery, mówi Agarwal, bardzo przypomina Internet na chipie. Podobnie jak w Internecie, chip Tilery można z wdziękiem skalować; nie trzeba go przeprojektowywać za każdym razem, gdy dodawane są nowe rdzenie.

Pomysł wykorzystania architektury siatkowej w układach wielordzeniowych był badany od co najmniej dekady w laboratoriach badawczych w MIT, Stanford i University of Texas w Austin. Niedawno Intel ogłosił prototyp 80-rdzeniowego układu opartego na siatce. Ale Tilera jest pierwszą firmą, która oferuje produkt wykorzystujący nową architekturę.

– Posiadanie wielu rdzeni jest dobre, ale muszą one być w stanie komunikować się ze sobą przy dużych szybkościach transmisji danych – mówi Jerry Bautista, współdyrektor programu badawczego Intela w zakresie obliczeń teraskalowych. Korzystanie z siatki ma swoje zalety… Dość łatwo można sobie poradzić z korkami. Bautista mówi, że badacze Intela próbują znaleźć najlepszy sposób na wdrożenie architektury mesh – wśród innych projektów eksperymentalnych – w przyszłych chipach. Ale ostrzega również, że wydajne działanie wielordzeniowych systemów nie jest tak proste, jak przeprojektowanie sprzętu.

Wierzymy, że aby naprawdę jak najlepiej wykorzystać te wielordzeniowe systemy, nastąpi dość znacząca modyfikacja sposobu, w jaki ludzie dzisiaj programują, mówi Bautista. Rdzenie mogą obsługiwać jednocześnie wiele różnych instrukcji, a inżynierowie oprogramowania będą musieli nauczyć się nowych technik programowania, aby w pełni wykorzystać dodatkowe możliwości obliczeniowe.

Agarwal z firmy Tilera twierdzi, że jego firma rozwiązała ten problem, dostarczając środowisko oprogramowania, które pomaga klientom stopniowo aktualizować, debugować i optymalizować ich aplikacje pod kątem pracy na 64-rdzeniowym systemie — nawet aplikacji zaprojektowanych do pracy na jednym rdzeniu.

Technologia firmy jest prezentowana w tym tygodniu na Gorące frytki sympozjum w Stanford w Palo Alto. Nathan Brookwood, założyciel Wgląd64 , firma analityczna, twierdzi, że wiele osób na konferencji jest podekscytowanych pracą Tilery, głównie dlatego, że może mieć natychmiastowe zastosowania, takie jak zwiększanie pojemności systemów wideokonferencyjnych i analizowanie ruchu sieciowego w routerach. Myślę, że mają tutaj potencjalnego zwycięzcę, mówi Brookwood.

Intel Bautista twierdzi, że rynek może być gotowy na chip o większej mocy obliczeniowej, ale musiałby być energooszczędny i łatwy do zaprogramowania. Mówi, że Intel będzie obserwował Tilerę, podobnie jak wiele startupów, które jako pierwsze wprowadzają na rynek nowe technologie, aby zobaczyć, jak reagują klienci i które aspekty technologii można ulepszyć. Korzystamy z takich firm, które pomagają nam testować wody – mówi.

ukryć