Kina Detaljer Hemgjorda superdatorplaner

Det är officiellt: Kinas nästa superdator, petascale Dawning 6000, kommer att konstrueras uteslutande med egenodlade mikroprocessorer. Weiwu Hu, chefsarkitekt för processorfamiljen Loongson (även känd som Godson) vid Institute of Computing Technology (ICT), en avdelning av den kinesiska vetenskapsakademin, bekräftar också att superdatorn kommer att köra Linux. Detta är en skarp avvikelse från Kinas sista superdator, Dawning 5000a, som debuterade som nummer 11 på listan över världens snabbaste superdatorer 2008, och byggdes med AMD-chips och körde Windows HPC Server.

Ange Kina: En prototyp fyrkärnig Loongson 3 kommer att produceras i kommersiell skala av STMicro från och med i år.

Ankomsten av Dawning 6000 kommer att bli ett viktigt landmärke för Loongson-processorfamiljen, som hittills endast har använts i billiga, energisnåla netbooks och nettop-datorer. När Dawning 5000a först tillkännagavs var det också meningen att den skulle byggas med Loongson-processorer, men Dawning Information Industry Company, som byggde datorn, gick så småningom med AMD-chips, med hänvisning till bristande stöd för Windows, och ICT:s misslyckande att leverera ett tillräckligt kraftfullt chip i tid.

Dawning 6000 kommer att vara färdig senast i mitten av 2010, säger Hu, och kan vara igång redan i slutet av 2010. Det är andra gången som en representant från ICT lovar en superdator byggd helt med hjälp av Loongson processorer.

Utvecklingen av Loongson 3 började 2001 som en produkt av Kinas tionde femåriga program. Alla kretsar i Loongson-familjen är baserade på MIPS-instruktionsuppsättningen – som ursprungligen utvecklades på 1980-talet, men som nu inte används i stationära datorer och serverdatorer, även om de fortfarande används i många inbyggda enheter. För närvarande domineras Topp 500-listan av x86-chips, med icke-x86-processorer som driver mindre än 15 procent av de högpresterande systemen på listan.

Det här är en mycket högpresterande MIPS-arkitektur där den, när den körs i en klusterkonfiguration, blir väldigt kraftfull, säger Art Swift, vice VD för marknadsföring på Sunnyvale, CA-baserade MIPS Technologies, som utvecklade MIPS-arkitekturen.

En artikel publicerad 2009 föreslår användning av Loongson 3-chips i kluster med upp till 16 kärnor för att uppnå extremt hög prestanda. Tom Halfhill, analytiker på Mikroprocessorrapport , beräknar att i den här konfigurationen kan det krävas så få som 782 16-kärniga chips för att uppfylla petaflops prestandamärke (en kvadriljon operationer per sekund).

Halfhill säger att Loongson 3 skiljer sig lite från den senaste generationens chip, Loongson 2F, som redan är tillgänglig i konsumentdatorer. Huvudskillnaderna är att den inkluderar hårdvaruöversättning av x86-instruktioner (används i de flesta mikroprocessorer som tillverkas av Intel och AMD), och den innehåller flera kärnor – från fyra upp till en föreslagen 16 – var och en som kan bearbeta kommandon oberoende. Påfallande frånvarande från Loongson 3 är multithreading, vilket gör att en enda kärna kan utföra flera instruktioner samtidigt. (Både Intel och Sun har redan införlivat multithreading i några av sina marker.)

Generation 2 och 3 av Loongson använder samma kärna för allmänna ändamål, men Loongson 3 binder ihop fler kärnor. Ett fyrkärnigt Loongson 3-chip är för närvarande i prototyp, och en slutlig version på 64 nanometer av chipet bandades ut i slutet av december, vilket innebär att den slutliga beskrivningen av chipet snart kommer att skickas till tillverkaren, STMicroelectronics.

Medan fyrkärniga Loongson 3 kunde hitta applikationer i allt från stationära datorer till set-top-boxar (chippet innehåller ytterligare instruktioner utformade specifikt för att påskynda multimediauppspelning), kommer en åttakärnig version sannolikt att behövas för den föreslagna petascale superdatorn. Den versionen kommer att innehålla fyra vanliga kärnor, tillsammans med fyra GStera-samprocessorer designade speciellt för matematiskt intensiva beräkningar. Dessa samprocessorer är särskilt betydelsefulla eftersom de är bättre på att hantera intensiva matematiska beräkningar, inklusive LINPACK-testet, som använder linjär algebra för att jämföra världens snabbaste superdatorer, och för att bestämma deras ranking (och deras ägares skryträtt) i Topp 500-listan över superdatorer.

Jack Dongarra, datavetaren som introducerade LINPACK-riktmärket, säger att den föreslagna arkitekturen för Dawning 6000 – flerfunktionskärnor kopplade till samprocessorer för vissa typer av matematiska beräkningar – följer standard superdatordesign.

Fyrkärniga Loongson 3 har redan två 64-bitars flyttalsenheter i var och en av sina kärnor. Så i teorin skulle det kunna användas som råvaruchip i en superdator. Det skulle dock kräva mycket fler av dessa kärnor för att uppnå samma processorkraft, säger Dongarra.

Intel är fortfarande oberörd av utsikterna till en ny, statligt sponsrad utmanare inom området för högpresterande datorer. Att mäta konkurrenspåverkan för en produkt som inte existerar [ännu] är alltid problematiskt, och vi avstår i allmänhet från att göra det, säger Chuck Mulloy, talesperson för Intel. I hela vår historia har det aldrig funnits en tid då vi inte mött en konkurrent. Vi förväntar oss inte att det kommer att förändras – vi välkomnar det faktiskt.

Dongarra varnar för att det är meningslöst att spekulera om prestandan för den kommande Dawning 6000 tills benchmarks har körts, inte minst eftersom MIPS-arkitekturen är icke-standard i högpresterande datoranvändning. Samtidigt som jag önskar dem lycka till ser jag många utmaningar med att få hela systemet att fungera, säger Dongarra. Dessa utmaningar inkluderar att behöva anpassa programvaran som Dawning kör.

Halfhill, som har rest till IKT i Peking för att rapportera om födelsen av Loongson 3, tror att oavsett hur systemet presterar så är det bara en tidsfråga innan Kina bygger ett hemmaodlat chip som konkurrerar med de som produceras i väst. . Tekniskt sett finns det inget som hindrar dem från att göra processorer i världsklass, säger han. De har arkitekter och datavetare lika smarta som våra.

Dölj