211service.com
En ny design för datorchips
Idag, MIT spinoff Tilera meddelade att det levererar ett datorchip med 64 separata processorer vars design skiljer sig drastiskt från den hos de chips som finns i dagens datorer. Det nya chippet, kallat Tile64, undviker några av de hastighetsflaskhalsar som är inneboende i dagens chiparkitektur, och det kan arbeta med mycket lägre effekt, säger Anant Agarwal , grundare och teknisk chef för Tilera, baserad i Santa Clara, CA. Inledningsvis kommer Tile64 att användas i videoapplikationer som videokonferenssystem och i nätverkshårdvara som övervakar trafik för att minska e-postspam och virus.
Multicore mesh: Detta chip, som mäter cirka 40 millimeter i kvadrat, innehåller 64 processorer – eller kärnor – kopplade till varandra i ett mesh-nätverk, en ny chiparkitektur. Processorn skickas för närvarande till företag som tillverkar videokonferensteknik och nätverksroutrar.
Chips med flera bearbetningsenheter, eller kärnor, är inget nytt. Men genom att tillåta kärnorna att kommunicera direkt med varandra, har Tilera tagit itu med en utbredd oro över möjligheten att lägga till fler kärnor till mikroprocessorer. Varje processor på marknaden idag är en multicore, säger Agarwal. Branschens förhoppning är att fördubbla antalet kärnor var 18:e månad. Min förutsägelse är att 2014 kommer vi att ha 1 000 kärnarkitekturer. Men problemet är att [nuvarande] arkitekturer inte skalas.
I befintliga flerkärniga chips kommunicerar varje kärna med de andra via en uppsättning ledningar som kallas en buss. Prestanda lider inte nödvändigtvis när två eller fyra kärnor delar en buss, men när 16 eller fler kärnor försöker använda den samtidigt kan data säkerhetskopieras. Agarwal förklarar att Tileras chip inte har någon central buss. Istället är varje kärna kopplad till alla andra. På varje kärna finns också en fullfjädrad processor, som kan köra ett operativsystem, och minnescacher, som innehåller data som snabbt måste nås.
I själva verket har Tile64 en nätstruktur som liknar den för Internet, ett nätverk där det finns många decentraliserade noder. En anledning till att Internet kan skicka runt data så snabbt är att paket med information skickas genom ett stort nätverk och kan undvika trafikstockningar. Om allas e-post måste gå via en central server skulle det utan tvekan bli förseningar. Tileras mikroprocessor, säger Agarwal, är väldigt lik internet på ett chip. Och precis som Internet kan Tileras chip skalas upp elegant; det behöver inte göras om varje gång nya kärnor läggs till.
Idén att använda mesh-arkitektur för flerkärniga chips har utforskats i minst ett decennium, i forskningslaboratorier vid MIT, Stanford och University of Texas, Austin. Och nyligen tillkännagav Intel en prototyp av 80-kärnigt chip baserat på ett mesh. Men Tilera är det första företaget som erbjuder en produkt som använder den nya arkitekturen.
Att ha många kärnor är bra, men de måste kunna kommunicera med varandra med höga datahastigheter, säger Jerry Bautista, meddirektör för Intels forskningsprogram för terascale-datorer. Det finns fördelar med att använda ett nät ... Du kan hantera trafikstockningar ganska enkelt. Bautista säger att Intel-forskare försöker hitta det bästa sättet att implementera mesh-arkitekturer – bland andra experimentella konstruktioner – i framtida chips. Men han varnar också för att få massiva flerkärniga system att fungera effektivt inte är så enkelt som att göra om hårdvaran.
Vi tror att för att verkligen få ut så mycket som möjligt av dessa många kärnsystem kommer det att bli ganska betydande förändringar av hur människor programmerar idag, säger Bautista. Kärnorna kan hantera många olika instruktioner samtidigt, säger han, och mjukvaruingenjörer måste lära sig nya programmeringstekniker för att dra full nytta av den extra beräkningskapaciteten.
Tileras Agarwal säger att hans företag har åtgärdat denna oro genom att tillhandahålla en mjukvarumiljö som hjälper kunder att gradvis uppgradera, felsöka och optimera sina applikationer för att fungera på systemet med 64 kärnor – till och med applikationer som är utformade för att köras på en enda kärna.
Företagets teknologi presenteras denna vecka på Hot Chips symposium på Stanford, i Palo Alto. Nathan Brookwood, grundare av Insikt64 , ett analysföretag, säger att många på konferensen är entusiastiska över Tileras arbete, främst för att det kan ha omedelbara tillämpningar, som att utöka kapaciteten för videokonferenssystem och analysera nätverkstrafik i routrar. Jag tror att de har en potentiell vinnare här, säger Brookwood.
Intels Bautista säger att marknadsplatsen kan vara redo för ett chip med mer datorkraft, men det skulle behöva ha låg effekt och lätt att programmera. Han säger att Intel kommer att hålla ett öga på Tilera, som det gör på många startups som är först på marknaden med ny teknologi, för att se hur kunderna reagerar och vilka aspekter av tekniken som kan förbättras. Vi använder sådana här företag för att hjälpa oss att testa vattnet, säger han.