110-ядерный процессор оптимизирует обмен данными

Ведущие чипмейкеры постепенно отходят от наращивания количества ядер, ограничиваясь 12-16 ядрами на процессор. Однако исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) втиснули в микросхему, габаритами 10×10 мм целых 110 ядер, используя 45-нанометровый техпроцесс.

Как сообщалось на презентации устройства, на калифорнийской конференции Hot Chips, экспериментальный чип под названием Execution Migraine Machine является не акселератором, а процессором общего назначения. Он создан с целью исследования способов уменьшения трафика внутри чипов, что позволит увеличить быстродействие и вычислительную эффективность мобильных устройств, ПК и серверов.

Обычно, основная миграция данных происходит между ядрами и кэшем, поэтому в 110-ядерном чипе для сокращения каналов обмена информацией, вместо кэша использована общая память. Помимо этого, процессор может предсказывать тенденции перемещения данных, что уменьшает количество циклов, необходимых для их переноса и обработки. Меньшее количество потоков и прогнозируемое поведение данных позволят ускорить работу баз данных и освободить разделяемые ресурсы для других задач.

В испытаниях нового процессора достигнуто 14-кратное уменьшение внутричипового трафика, что существенно снизило потери энергии. Согласно внутренним эталонным тестам, производительность оказалась на 25% выше, чем у других процессоров (каких конкретно, на конференции не уточнялось).

Все 110 ядер Execution Migraine Machine образуют квадратную решетку с архитектурой, специально разработанной для оптимизации миграции в больших массивах данных. Программное обеспечение также создавалось индивидуально для этого процессора.

Решеточная архитектура также применяется в чипах фирмы Tilera с количеством ядер, наращиваемым до 100. Тем не менее, представители MIT информировали, что их конструкция не базируется на архитектуре этой компании и не является развитием ее идей.