211service.com
Een nieuw ontwerp voor computerchips
Vandaag, MIT spin-off Tilera kondigde aan dat het een computerchip verzendt met 64 afzonderlijke processors waarvan het ontwerp drastisch verschilt van dat van de chips die in de huidige computers worden gevonden. De nieuwe chip, genaamd Tile64, vermijdt enkele van de snelheidsknelpunten die inherent zijn aan de hedendaagse chiparchitectuur, en hij kan op veel lager vermogen werken, zegt Anant Agarwal , oprichter en chief technology officer van Tilera, gevestigd in Santa Clara, CA. In eerste instantie zal Tile64 worden gebruikt in videotoepassingen zoals videoconferentiesystemen en in netwerkhardware die het verkeer controleert om e-mailspam en virussen te verminderen.
Meeraderig netwerk: Deze chip, die ongeveer 40 vierkante millimeter groot is, bevat 64 processors – of kernen – die met elkaar zijn verbonden in een mesh-netwerk, een nieuwe chiparchitectuur. De processor wordt momenteel verzonden naar bedrijven die videoconferentietechnologie en netwerkrouters maken.
Chips met meerdere verwerkingseenheden, of cores, zijn niets nieuws. Maar door de kernen rechtstreeks met elkaar te laten communiceren, heeft Tilera een wijdverbreide bezorgdheid weggenomen over de haalbaarheid van het toevoegen van meer kernen aan microprocessors. Elke processor die tegenwoordig op de markt is, is een multicore, zegt Agarwal. De industrie hoopt het aantal cores elke 18 maanden te verdubbelen. Mijn voorspelling is dat we in 2014 1.000-core architecturen zullen hebben. Maar het probleem is dat [huidige] architecturen niet schalen.
In bestaande multicore-chips communiceert elke kern met de andere via een reeks draden die een bus wordt genoemd. De prestaties gaan niet per se achteruit als twee of vier cores een bus delen, maar wanneer 16 of meer cores deze tegelijkertijd proberen te gebruiken, kan er een back-up van gegevens worden gemaakt. Agarwal legt uit dat de chip van Tilera geen centrale bus heeft. In plaats daarvan is elke kern verbonden met alle andere. Op elke kern bevindt zich ook een volledige processor, die een besturingssysteem kan uitvoeren, en geheugencaches, die gegevens bevatten die snel moeten worden geopend.
In feite heeft de Tile64 een mesh-structuur die vergelijkbaar is met die van internet, een netwerk waarin veel gedecentraliseerde knooppunten zijn. Een van de redenen waarom internet gegevens zo snel kan doorgeven, is dat informatiepakketten via een enorm netwerk worden verzonden en verkeersopstoppingen kunnen voorkomen. Als de e-mail van iedereen via een centrale server zou moeten gaan, zouden er ongetwijfeld vertragingen zijn. De microprocessor van Tilera, zegt Agarwal, lijkt erg op internet op een chip. En net als internet kan de chip van Tilera gracieus worden opgeschaald; het hoeft niet opnieuw te worden ontworpen telkens wanneer nieuwe kernen worden toegevoegd.
Het idee om mesh-architectuur te gebruiken voor multicore-chips is al minstens tien jaar onderzocht in onderzoekslaboratoria van MIT, Stanford, en de Universiteit van Texas, Austin. En onlangs kondigde Intel een prototype 80-core-chip aan op basis van een mesh. Maar Tilera is het eerste bedrijf dat een product aanbiedt dat de nieuwe architectuur gebruikt.
Het hebben van veel cores is goed, maar ze moeten met hoge datasnelheden met elkaar kunnen communiceren, zegt Jerry Bautista, mededirecteur van Intel's onderzoeksprogramma op het gebied van terascale computing. Er zijn voordelen aan het gebruik van een gaas … Je kunt vrij gemakkelijk met files omgaan. Bautista zegt dat Intel-onderzoekers proberen de beste manier te vinden om mesh-architecturen, naast andere experimentele ontwerpen, in toekomstige chips te implementeren. Maar hij waarschuwt ook dat het niet zo eenvoudig is om massaal multicore-systemen efficiënt te laten werken als het opnieuw ontwerpen van de hardware.
We zijn van mening dat er, om echt optimaal gebruik te maken van deze systemen met veel kernen, een behoorlijk belangrijke wijziging zal plaatsvinden in de manier waarop mensen tegenwoordig programmeren, zegt Bautista. De cores kunnen veel verschillende instructies tegelijk aan, zegt hij, en software-engineers zullen nieuwe programmeertechnieken moeten leren om de toegevoegde rekencapaciteit volledig te benutten.
Agarwal van Tilera zegt dat zijn bedrijf dat probleem heeft aangepakt door een softwareomgeving te bieden die klanten helpt bij het geleidelijk upgraden, debuggen en optimaliseren van hun applicaties om te werken op het 64-coresysteem, zelfs applicaties die zijn ontworpen om op een enkele core te draaien.
De technologie van het bedrijf wordt deze week gepresenteerd op de Warme Chips symposium in Stanford, in Palo Alto. Nathan Brookwood, oprichter van Insight64 , een analysebedrijf, zegt dat veel mensen op de conferentie enthousiast zijn over het werk van Tilera, vooral omdat het directe toepassingen kan hebben, zoals het uitbreiden van de capaciteit van videoconferentiesystemen en het analyseren van netwerkverkeer in routers. Ik denk dat ze hier een potentiële winnaar hebben, zegt Brookwood.
Intel's Bautista zegt dat de markt misschien klaar is voor een chip met meer rekenkracht, maar deze moet laag vermogen hebben en gemakkelijk te programmeren zijn. Hij zegt dat Intel Tilera in de gaten zal houden, zoals bij veel startups die als eerste met nieuwe technologieën op de markt komen, om te zien hoe klanten reageren en welke aspecten van de technologie verbeterd kunnen worden. We gebruiken dit soort bedrijven om ons te helpen de wateren te testen, zegt hij.