80-ядер Intel с терапроизводительностью
Вложений: 3
Цитата:
Пока сектор настольных и серверных систем завоевывают первые четырехядерные модели ведущие сотрудники Intel трудятся над созданием уникального процессора, включающего в себя сразу 80 вычислительных ядер. И, как и было обещано, официальное представление полностью рабочей микросхемы состоялось на Международной конференции с длинным названием Integrated Solid State Circuits Conference (ISSCC). Надо ли говорить, что процессоры сразу завоевали внимание всей околокомпьютерной общественности, не можем пройти мимо и мы.
Прежде всего обратим свое внимание на производительность 80-ядерных процессоров, которая достигла чрезвычайно высокой величины в 1 тераФЛОПС, другими словами, процессор способен осуществлять до 1,01 триллиона вычислений в секунду. Для сравнения - производительность четырехядерных серверных процессоров Xeon X5355 при вычислениях с плавающей запятой составляет "всего" 50-60 гигаФЛОПС. Причем уникальная архитектура новых процессоров позволит оснащать ими как мощные вычислительные системы, предназначенных для научных исследований, так и персональные компьютеры, вплоть до портативных ПК. Интересно, что процессор работает на частоте 3,16 ГГц, и при этом разработчикам удалось создать чип, потребление которого не превышает 62 Вт - вполне сравнимо с современными, даже не "топовыми", мэйнстрим процессорами.
Что самое любопытное, разработчики обещают и удивительные возможности для "разгона" процессоров - согласно заявлению представителей Intel на конференции ISSCC, тактовая частота может быть увеличена до 5,1 ГГц. И в данном случае производительность достигнет отметки в 1,63 тераФЛОПС; в случае же дальнейшего повышения рабочей частоты производительность может увеличиться до 1,81 тераФЛОПС (при частоте 5,7 ГГц). Однако при этом существенно возрастет и потребляемая процессорами мощность - до 175 Вт при частоте 5,1 ГГц и 265 Вт при частоте 5,7 ГГц.
Теперь пришло время поближе познакомиться и с архитектурой процессоров, разработанных в рамках проекта Terascale. Сотрудники Intel в случае 80-ядерных процессоров оперируют уже не термином "ядро", а термином "тайл" (tile - элемент мозаичного изображения), а всей структуре процессоров может быть дано определение "сеть-на-чипе" (Network-on-Chip). Каждый тайл состоит из двух основных элементов - вычислительного элемента, отвечающего за выполнение команд и обработку данных, и маршрутизатора (Router). Роль последнего не менее важна роли вычислительного элемента - маршрутизатор отвечает за коммуникацию тайла с четырьмя ближайшими тайлами-соседями. В будущем маршрутизатор будет выступать еще и в роли "интерфейса" между вычислительным элементом и пока отсутсвующей стэковой памятью. Пропускная способность маршрутизатора при частоте 4 ГГц составляет 80 Гбайт/с, при этом латентность соединения маршрутизатор-маршрутизатор составляет всего 1,25 нс, что позволяет говорить о чрезвычайно высокой скорости обмена данными между тайлами.
От производительности перейдем к рассмотрению весьма интересной схемы управления энергопотреблением 80-ядерных процессоров. И сразу скажем, что каждое ядро-тайл процессора способно "засыпать", что автоматически снижает потребляемую ядром мощность на 80%. Интересна схема экономии энергопотреблением каждого тайла - так, наиболее "крепко засыпают" два вычислительных блока (до 90% от потребления в активном режиме), а вот массивы памяти инструкций и данных могут снижать свою "прожорливость" на 56% и 57%. Что касается маршрутизатора, то в режиме "сна" тайла этот блок продолжает активную работу по обмену данными между ядрами, и снижение потребляемой мощности не превышает отметки в 10%. Отметим, что для управления состоянием тайла, в зависимости от необходимой вычислительной мощности чипа, будут использоваться специальные инструкции. И напоследок скажем, что процессоры могут работать на частотах от 0 ГГц до 5,8 ГГц, а рабочее напряжение может варьироваться в пределах от 0,7 Вольт до 1,3 Вольт.
Пару слов стоит сказать о размерах основных элементов 80-ядерных процессоров от Intel. Так, "габариты" каждого тайла составляют 1,5 х 2,0 мм, а размеры всего чипа - 21,7 х 12,64 мм. То есть, площадь тайла - 3 кв. мм, а площадь ядра - 275 кв. мм. Произведены процессоры по 65-нм техпроцессу, при этом число транзисторов составляет 100 млн.
Однако предаваться излишне оптимистичным настроениям не следует - Intel демонстрировала лишь опытный, хотя и полностью рабочий, образец, для которого специально разрабатывалась уникальная системная плата. Что же до коммерческого использования процессоров на базе представленной архитектуры, то речь об этом пока не идет - IT-индустрия просто не готова к использованию столь революционных решений. Однако стоит отметить, что 80-ядерные процессоры смогли бы заметно повысить вычислительную мощность современных компьютеров, в том числе и суперкомпьютеров типа систем BlueGene/L. Последние, напомним, включают в себя 65536 двуядерных процессоров, суммарная производительность которых составляет 367 тераФЛОПС. Использование 80-ядерных процессоров в системах с той же вычислительной мощностью позволило бы снизить число чипов до 360-370 единиц. При этом резко бы снизилась и потребляемая суперкомпьютером мощность, упростилась бы и система охлаждения. Но подобные революционные изменения - дело будущего, уже не столь фантастического, как казалось ранее.
|
http://www.hwp.ru/scripts/news_show.php?6923 |
