Intel задумалась о 1000-ядерных процессорах
Исследовательское подразделение корпорации Intel ведет разработки
экспериментального микропроцессора, содержащего в себе до 1000
вычислительных ядер. Сегодняшние центральные процессоры в большинстве своем
содержат от двух до шести ядер на чип. Недавно компания представила
экспериментальный 48-ядерный чип, предназначенный для масштабируемых
многопоточных вычислений для научных исследований.
По словам Тимоти Мэттсона, научного специалиста Intel, выступавшего с
докладом на конференции Supercomputing Conference 2010 в Новом Орлеане в
США, именно на основе масштабируемой архитектуры 48-ядерного процессора и
базируется концепция чипа с 1000 рабочими ядрами. Мэттсон говорит, что по
масштабируемости 1000-ядерные чипы могут сравниться с целыми датацентрами,
используемыми сегодня.
Более того, он отметил, что созданная база для 48-ядерного процессора
оказалась очень удачной и ее можно свободно масштабировать. "Это облачная
архитектура, которая в принципе может масштабироваться до 1000 ядер. Я
просто могу добавлять и добавлять ядра, - говорит он, - только после 1000
ядер диаметр физического процессора становится таким, что его увеличенные
размеры начинают негативно влиять на производительность".
Напомним, что ранее и другие представители Intel, крупнейшего в мире
производителя микропроцессоров, выражали уверенность в том, что ключ к
дальнейшему повышению производительности компьютеров - это не наращивание
тактовой частоты, а добавление новых ядер на кристалл процессора. Однако в
Intel признают, что с добавлением все новых и новых ядер на процессор
повышается сложность дизайна процессора и вероятность сбоев в работе
множественных ядер, которые необходимо синхронизировать во время выполнения
расчетов.
Тимоти Мэттсон говорит, что сейчас в компании есть экспериментальные
технологии, позволяющие наращивать количество ядер до 1000. После этого
предела наступает "переполнение протокола выполнения в расчете на ядро" и
многоядерный чип начинает работать не только не быстрее, но даже медленнее,
так как на межъядерные коммуникации тратится слишком много ресурсов чипа -
больше, чем на полезные вычисления.
Для того, чтобы синхронизировать многоядерные процессоры, Intel применяет
новую концепция "сеть-на-чипе", то есть управление ядрами происходит по
принципу компьютерной сети, где ядра можно сравнить с индивидуальными
компьютерами. Тем не менее, даже такая конфигурация процессора имеет свои
лимиты, достигнув которые следует говорить о создании процессора с
принципиально иной архитектурой.
Мэттсон говорит, что в Intel пока нет работающего чипа с таким большим
количеством ядер, он есть лишь в теоретических схемах, создаваемых в рамках
проекта Intel Terascale Research Program, существующего уже несколько лет.
Пока здесь был создан 48-ядерный чип, получивший название
"процессор-датацентр". Инженеры говорят, что многоядерные концепции,
заложенные в 48-ядерном процессоре, позволяют использовать производные
технологии как в серверах, так и в мобильных телефонах. Работает новый чип
на той же частоте, что и существующие на сегодня чипы Intel Atom (1,66 -
1,83 ГГц), но в экспериментальном процессоре использована mesh-архитектура,
которая позволяет очень гибко подключать и отключать ядра процессора, причем
в случае активации всех ядер чипа, его производительность многократно
вырастает. Также в экспериментальном процессоре использована новая
технология коммуникации ядер.
В Intel говорят, что добавление новых ядер - это на сегодня наиболее
эффективный способ повышения производительности чипов без существенного
роста потребления электроэнергии. Также многоядерные чипы не требуют более
высоких тактовых частот, из-за которых ЦПУ сильно греется во время работы.
"48-ядерный чип построен на обновленной архитектуре, которая лишена тех
узких мест при коммуникации с памятью, что присутствуют в современных
x86-чипах. Для более быстрой обработки данных здесь была изменена топология
организации ядер, получающих и отправляющих данные. На кристалле процессора
размещены 24 небольших маршрутизатора, которые организуют работу ядер", -
рассказал Кристофен Андерсен, инженер Intel Labs.
Сообщается, что некоторые из функций, реализованные в 48-ядерном процессоре,
в особенности те, что связаны с управлением питанием, должны появиться уже в
ближайших версиях коммерческих чипов. Также будет реализована технология
типовых буферов данных, которые помогают ядрам обмениваться данными в
параллельном режиме.
Главная 
