Кило процессоров на кончике пальца в разы обгоняет классические камни
Что удачнее: сто грузовиков, транспортирующих по тонне, либо один – на сто тысячь киллограм? В розничной торговле – первое, а в горнодобывающей отрасли – второе. Всё зависит от делаемой задачи.
Но при чём тут, сообщите вы, процессоры?
Новая маленькая компания из Кремниевой равнины — Rapport — создала миниатюрный и экономичный чип Kilocore, содержащий 1024 маленьких однообразных процессора и ещё один — вдобавок.
Базируется эта необычная новинка на лицензионной разработке, созданной в университете Карнеги-Меллона (Carnegie Mellon University), и на технологии процессора Power PC от IBM (лишь тут применена поменянная его версия).
Для чего втискивать тысячу процессоров (пускай совсем маленьких и не слишком-то замечательных) на один чип? И чем это лучше легко одного замечательного процессора на какое количество-то в том месте гигагерц?
Для начала отыщем в памяти, что при необходимости обработки громадного потока однообразных данных (к примеру, при расчётах виртуальных опытов) весьма действенны кластеры из множества автомобилей. Такие комплексы иногда занимают целые помещения.
Логичным шагом в этом направлении распараллеливания вычислений (в случае если, само собой разумеется, не считать так именуемые «конвейеры» в одного простого процессора) было появление несколько лет назад необычного гибрида кластера-рабочей станции Orion DS-96. В ней 96 процессоров помещались в не через чур большом корпусе-башне.
Кино в мобильниках уже идёт. Сейчас принципиально важно, дабы оно шло с лучшим качеством и за меньшие деньги (фото с сайта xo.typepad.com).
В том месте использовались довольно маломощные процессоры, каковые кроме того в сумме (все 96 штук) потребляли из сети заметно меньше электричества, чем простые PC, наряду с этим превосходя классические компьютеры на базе простых стремительных процессоров и в скорости. Очевидно, в тех задачах, каковые разрешали себя распараллеливать.
Кстати, раз уж мы отыскали в памяти о потребляемой мощности, сходу напрашивается тезис, что подобное ответ будет удачным в карманной технике. Правильно? Да, и к этому мы возвратимся.
А на данный момент продолжим экскурс.
В области процессоров для самых простых настольных PC (и портативной техники) сравнительно не так давно «появились» двухъядерные, а также четырёхъядерные «камни».
И, наконец, показался экзотический мультипроцессор IBM Cell BE — практически воображающий собой 9 процессоров на одном миниатюрном (чуть больше квадратного сантиметра) чипе.
Данный процессор — одно из слагаемых огромной пиковой производительности игровой приставки Сони PlayStation 3 и новых серверов IBM.
В IBM посчитали, что 8 специальных процессоров (а не конвейеров либо ядер, как раньше), «заточенных» под обработку массивных потоковых данных, во главе с одним «процессором-главнокомандующим» — дадут чипу большую скорость вычислений при сохранении низкого расхода энергии. Так и вышло.
Однако экзотичный по устройству Cell BE показывает собственную мощь «в полный рост» в своеобразных приложениях (обработке картины для современных игр либо, скажем, перелопачивания могучего потока запросов на сетевой сервер). Сравнивать данный продукт с процессорами для PC — не в полной мере корректно.
Преимущества разработки Kilocore (иллюстрация с сайта rapportincorporated.com).
И вот новаторы из Карнеги-Меллона, совместно со спецами из той же IBM и компанией Rapport, сделали логичный следующий ход: втиснули на один чип 1024 совсем маленьких процессора с тактовой частотой всего 125 мегагерц. Причём любой таковой «камушек» может обрабатывать всего 8 бит данных.
Но благодаря продуманному сотрудничеству процессоров — неспециализированный итог впечатляющий. Авторы новинки говорят, что в определённых задачах их чип в 50 раз действеннее (скорость/потребление энергии), чем нынешние специальные процессоры для тех же приложений.
И наряду с этим – он достаточно дёшев.
Но о каких приложениях однако идёт обращение? Прежде всего — это обработка потокового видео в настоящем времени.
Но чип кроме этого возможно приспособить и для ответа вторых задач: его схема допускает собственную реконфигурацию «на лету», причём связи между тысячью с лишним «камней» смогут быть перенастроены безостановочно работы и всего за один такт.
Авторы Kilocore сравнивали его со специальным процессором ARM 7 и ветхим, но заслуженным и прекрасно управляющимся как раз с видео «камнем» Intel Pentium III (1,8 гигагерца).
В одной и той же задаче ARM 7 обрабатывал 3,6 кадра в секунду, затрачивая 0,5 ватта энергии. А Kilocore — 33 кадра в секунду при расходе электричества всего в 0,1 ватта.
В сравнении же с Pentium Kilocore победил в скорости вычислений более чем втрое (16 и 55 кадров в секунду; в этом соревновании Kilocore трудился в режиме повышенной мощности), а по расходу энергии был экономичнее него в 214 раз (75 ватт и 0,35 ватта, соответственно).
Кому весьма интересно, видео было такое: 320 х 240 пикселей, цвет — 24 бита, метод дешифровки IDEA.
Из этого очевидна и область применения новых чипов — специфические задачи и портативная электроника в ней. Для начала заявлена «поставка» потокового видео (телевизионные каналы) в мобильных телефонах нового поколения.
Rapport уже выпустила на рынок чип с таковой необыкновенной архитектурой, но пока «всего-то» с 256 процессорами (с переключением 100 и частотой мегагерц на 125 мегагерц по мере необходимости) в. Данный чип (именуется он KC-256) потребляет в зависимости от загрузки от 0,015 до 0,5 ватта энергии.
Его площадь (а по форме это — практически квадрат) образовывает всего 55 квадратных миллиметров.
256-процессорный «процессор» готов бороться с соперниками на рынке начинки для мобильной электроники (фото с сайта rapportincorporated.com).
Эндрю Сингер (Andrew Singer), как пишет New York Times, один из «пионеров в индустрии софта для персональных компьютеров», основатель и глава Rapport, сказал, что за прошедший год компания освоила $7 миллионов. И сейчас на базе данной разработке она собирается создать целую гамму чипов-мультипроцессоров, тем более, что по собственной природе эта совокупность легко масштабируется в любую сторону.
Скажем, 256-процессорный, уже освоенный чип компания может уменьшить до модификации с 32 процессорами на площади всего 8 квадратных миллиметров (техпроцесс 0,18 микрона, дальше обещают перейти на 0,09 микрона), трудящихся с тактовой частотой 30 мегагерц и потребляющих 0,01 ватта энергии.
Кроме обработки потокового видео, таким чипам прочат «славу» в ускорении XML-приложений, поисковых движках, криптографии.
А в середине 2007 года Rapport собирается начать продажу того самого 1024-процессорного чипа Kilocore. Он будет именоваться Kilocore1025. Из-за чего 1025?
Вследствие того что в это число входят те самые 1024 однообразных процессора для обработки потока данных и ещё один «камень». Практически – это ядро от процессора IBM Power PC (для управления всем этим богатым хозяйством).
Всё – на одном чипе.
Итак, шуточная фраза клиента «дайте мне кило процессоров» сейчас обретает новый суть. В случае если отыскать в памяти, что приставка «кило» свидетельствует тысячу.
