211service.com
Nový design počítačových čipů
Dnes, MIT spinoff Tilera oznámila, že dodává počítačový čip s 64 samostatnými procesory, jejichž design se drasticky liší od čipů, které se nacházejí v dnešních počítačích. Nový čip, nazvaný Tile64, se vyhýbá některým překážkám rychlosti, které jsou vlastní dnešní architektuře čipů, a může pracovat s mnohem nižším výkonem, říká Anant Agarwal , zakladatel a hlavní technologický ředitel společnosti Tilera se sídlem v Santa Clara, CA. Zpočátku bude Tile64 používán ve video aplikacích, jako jsou videokonferenční systémy, a v síťovém hardwaru, který monitoruje provoz, aby se snížil e-mailový spam a viry.
Vícejádrová síťovina: Tento čip, který měří asi 40 milimetrů čtverečních, obsahuje 64 procesorů – neboli jader – vzájemně propojených v mesh síti, což je nová architektura čipu. Procesor je v současné době dodáván společnostem, které vyrábějí technologii pro videokonference a síťové routery.
Čipy s více procesorovými jednotkami neboli jádry nejsou žádnou novinkou. Ale tím, že umožnila jádrům komunikovat přímo mezi sebou, Tilera vyřešila rozšířené obavy ohledně životaschopnosti přidání dalších jader do mikroprocesorů. Každý procesor na dnešním trhu je vícejádrový, říká Agarwal. Naděje tohoto odvětví je zdvojnásobit počet jader každých 18 měsíců. Moje předpověď je, že do roku 2014 budeme mít architektury s 1 000 jádry. Ale problém je v tom, že [současné] architektury se neškálují.
Ve stávajících vícejádrových čipech každé jádro komunikuje s ostatními prostřednictvím sady vodičů nazývaných sběrnice. Výkon nutně netrpí, když dvě nebo čtyři jádra sdílejí sběrnici, ale když se ji pokusí využít 16 nebo více jader současně, data se mohou zálohovat. Agarwal vysvětluje, že Tilerin čip nemá centrální sběrnici. Místo toho je každé jádro spojeno se všemi ostatními. Na každém jádru je také plnohodnotný procesor, na kterém může běžet operační systém, a mezipaměti paměti, které uchovávají data, ke kterým je potřeba rychle přistupovat.
Ve skutečnosti má Tile64 strukturu sítě, která je podobná struktuře internetu, což je síť, ve které je mnoho decentralizovaných uzlů. Jedním z důvodů, proč je internet schopen přenášet data tak rychle, je to, že pakety informací jsou odesílány přes rozsáhlou síť a mohou se tak vyhnout dopravním zácpám. Pokud by e-mail každého musel procházet centrálním serverem, nepochybně by došlo ke zpoždění. Mikroprocesor Tilera, říká Agarwal, je velmi podobný internetu na čipu. A stejně jako internet, i Tilerin čip lze elegantně zvětšovat; nemusí být přepracován pokaždé, když jsou přidána nová jádra.
Myšlenka použití síťové architektury pro vícejádrové čipy byla zkoumána již nejméně deset let ve výzkumných laboratořích na MIT, Stanfordu a Texaské univerzitě v Austinu. A nedávno Intel oznámil prototyp 80jádrového čipu založeného na mesh. Tilera je ale první společností, která nabízí produkt využívající novou architekturu.
Mít hodně jader je dobré, ale musí být schopna mezi sebou komunikovat vysokou přenosovou rychlostí, říká Jerry Bautista, spoluředitel výzkumného programu Intel terascale-computing. Používání sítě má své výhody… S dopravními zácpami se vypořádáte docela snadno. Bautista říká, že výzkumníci Intelu se snaží najít nejlepší způsob, jak implementovat síťové architektury – mimo jiné experimentální návrhy – v budoucích čipech. Ale také varuje, že zajistit, aby masivně vícejádrové systémy fungovaly efektivně, není tak jednoduché jako přepracování hardwaru.
Věříme, že abychom tyto mnohojádrové systémy skutečně využili co nejvíce, dojde k poměrně významné změně způsobu, jakým lidé dnes programují, říká Bautista. Jádra dokážou zpracovat mnoho různých instrukcí najednou, říká, a softwaroví inženýři se budou muset naučit nové programovací techniky, aby mohli plně využít přidanou výpočetní kapacitu.
Tilera's Agarwal říká, že jeho společnost tento problém vyřešila poskytnutím softwarového prostředí, které zákazníkům pomáhá postupně upgradovat, ladit a optimalizovat jejich aplikace, aby fungovaly na 64jádrovém systému – dokonce i na aplikacích navržených tak, aby běžely na jednom jádru.
Technologie společnosti se tento týden představí na Hot Chips sympozium ve Stanfordu v Palo Alto. Nathan Brookwood, zakladatel Přehled64 , analytická firma, říká, že mnoho lidí na konferenci je nadšeno z práce Tilery, hlavně proto, že by mohla mít okamžité aplikace, jako je rozšíření kapacity videokonferenčních systémů a analýza síťového provozu v routerech. Myslím, že tady mají potenciálního vítěze, říká Brookwood.
Bautista z Intelu říká, že trh může být připraven na čip s větším výpočetním výkonem, ale musel by mít nízkou spotřebu a snadno programovatelný. Říká, že Intel bude na Tileru dohlížet, stejně jako na mnoho startupů, které jako první uvádějí na trh nové technologie, aby viděl, jak zákazníci reagují a které aspekty technologie by se mohly zlepšit. Využíváme společnosti, jako je tato, aby nám pomohly testovat vody, říká.