110-ядерный процессор MIT повысит энергоэффективность серверов

110-ядерный микрочип, который был разработан специалистами Массачусетского технологического института (MIT), способен значительно повысить энергоэффективность и производительность мобильных устройств, персональных компьютеров и серверов. Процессор, который называется Execution Migraine Machine, позволяет добиться снижения трафика внутри чипов для ускорения вычислений. Новинка была представлена на конференции Hot Chips в Калифорнии (США). Чип Execution Migraine Machine является процессором общего назначения, а не ускорителем вычислений (как, например, графические процессоры). Сейчас устройство находится на стадии прототипа.

Отметим, что в настоящее время между ядрами и кэшем внутри стандартных процессоров непрерывно перемешается огромный объем данных. Новый 110-ядерный чип позволяет заменить кэш общим пулом памяти, что снижает количество каналов передачи данных. Чип также может предсказывать тенденции перемещения данных, что уменьшает количество циклов, требуемых для передачи и обработки информации.

Сокращение информационного трафика поможет мобильным устройствам, персональным компьютерам и серверам эффективно обрабатывать приложения, экономя при этом электроэнергию. Эта технология также позволит уменьшить объем данных, передаваемых на мобильные устройства через беспроводные и проводные сети, что будет способствовать минимизации энергопотребления телекоммуникационного оборудования. Уменьшение числа потоков и механизм прогнозирования трендов могут помочь ускорить обработку баз данных и освободить ресурсы для других задач.

В ходе экспериментов с прототипом исследователи зафиксировали 14-кратное сокращение трафика внутри процессора, а также значительное сокращение энергопотребления. Согласно внутренним тестам, производительность была на 25 процентов лучше по сравнению с другими процессорами. К сожалению, представители MIT не уточнили, какие именно процессоры использовались для сравнительного тестирования.

Чип имеет ячеистую архитектуру. Каждое из 110 ядер взаимосвязано с другими с помощью четырех каналов передачи данных. Архитектура процессора была оптимизирована для обработки больших данных и упрощения миграции информации. Отметим, что крупные чипмейкеры в последнее время стараются не добавлять в процессоры больше 12 — 16 ядер. Благодаря этому лимиту они могут хоть как-то удерживать энергопотребление чипов в рамках разумного. Но исследователи MIT умудрились вместить 110 ядер в кусок кремния размером 10 на 10 миллиметров. Чип выполнен по 45-нанометровому техпроцессу.

Отметим, что ячеистая архитектуре используется также в чипах компании Tilera Corporation (fabless-компания, разрабатывающая многоядерные процессоры общего назначения, с большим числом ядер), число ядер внутри которых может быть доведено до 100 единиц. Но представители MIT отмечают, что их 110-ядерный процессор основан не на архитектуре Tilera и не является преемником какого-либо из продуктов чипмейкера.