На стартовавшей на этой неделе в Сан-Франциско ежегодной международной
конференции Integrated Solid State Circuits Conference (ISSCC) компания
Intel обнародовала технические детали о 80-ядерном однокристальном
процессоре, концепцию которого компания представила на осенней сессии
IDF 2006. Данный процессор разработан в рамках программы "Tera-scale
computing", которая направлена на создание микропроцессоров с
вычислительной мощностью от одного и больше триллиона операций в
секунду (teraFLOP). Решений не сегодняшнего, как Вы понимаете, и даже
не завтрашнего дня.
Компания Intel подчёркивает, что показанный ею 80 ядерный процессор –
это не более чем испытательная площадка для обкатки технологий, как
аппаратных – для оценки реального быстродействия и разработки
оптимальной архитектуры взаимодействия массы ядер на одном кристалле
между собой и с внешней периферией, так и программных – для "полевых"
испытаний новых алгоритмов и идеологий ПО в условиях многоядерных
параллельных вычислений. Иначе говоря, в том виде, в каком мы можем
видеть разработку Intel сегодня, рыночных продуктов не предусмотрено:
С практической точки зрения подход Intel к созданию микропроцессорных
технологий завтрашнего дня всецело прагматичный. Вся индустрия движется
в направлении параллельных расчётов "примитивными" ядрами (каждое из
ядер 80-ядерного процессора имеет лишь два блока расчётов операций с
плавающей запятой). За примерами далеко ходить не надо. Процессор Cell
для консоли Sony PlayStation 3 в дополнение к основному RISC-ядру имеет
8 синергетических ядер. Японская компания Renesas демонстрирует рабочий
однокристальный массив из 2048 ядер в составе сигнального процессора.
Обсчитывают операции с плавающей запятой сотнями конвейеров современные
графические процессоры компаний NVIDIA и ATI.
Одним словом, тенденция на ближайшие лет пять-десять определена. Другое
дело, что программное обеспечение в данном вопросе стало серьёзно
отставать. Да что там говорить, оно толком даже для двухъядерных систем
не оптимизировано. Именно поэтому, докладывая о 80-ядерном процессоре,
компания во главу угла ставит разработку программной базы для него. И
это правильно. Вместо того чтобы подгонять ПО под аппаратные реалии,
лучше оптимизировать архитектуру с учётом максимально эффективного
исполнения кода.
Но и об аппаратных новациях не будет забыто, продолжает Intel. На базе
80-ядерного процессора компания будет отрабатывать пространственную или
многослойную трёхмерную структуру микропроцессоров. В частности,
системную память предлагается создавать прямо в полупроводниковом слое
накладываемом на процессорный слой – этакий бутерброд из кристаллов.
Другим важным новшеством будущих уровня tera-scale микропроцессоров
станет адаптация оптических каналов связи внутрь процессора и для его
коммуникаций с периферией. Подобный подход, помимо многократного
увеличения скорости передачи данных, обещает резко снизить потребляемую
интерфейсом энергию. А с учётом "примитива" ядер, как мне кажется,
tera-интерфейс рискует стать основным потребителем энергии для
многоядерных микропроцессоров.
Компания Intel, кстати, приводит цифру потребления своей 80-ядерной
разработки для отметки немного превышающей 1 teraFLOP – всего 62 Вт,
что чуть ли не вполовину меньше потребления четырёхъядерного Xeon X5355
демонстрирующего производительность 50-60 gigaFLOP. Ничего
удивительного в этом нет. Инженерный чип содержит всего 100 млн.
транзисторов, тогда как тот же настольный Core 2 Duo располагает
практически втрое большим числом транзисторов (за счёт кэш-памяти,
очевидно, которой в 80-ядерном процессоре минимум).
Дополнительную информацию о характеристиках 80-ядерного процессора
Intel можно обнаружить на сайте TG Daily: площадь кристалла (матрица
процессоров 8 на 10) – 275 кв.мм; конструктив – LGA с 1248 контактами;
частота – 3.16 ГГц при напряжении ядер 0.95 В (каждое ядро может
отключаться по мере разгрузки). По данным источника, на частоте 5.1 ГГц
процессор показывает производительность порядка 1.63 teraFLOP, при этом
уровень энергопотребления вырастает чуть ли не втрое – до 175 Вт. На
частоте 5.7 ГГц производительность достигает 1.81 teraFLOP, а уровень
энергопотребления поднимается до 265 Вт.
249931572