Adapteva Epiphany: procesor až s 4 096 jádry

Na trhu jsou vícejádrové procesory, do serverové oblasti se chystají i 100jádrové čipy. Výkonný čip Epiphany ale přináší až 4 096 jader a výkon 5,6 TFLOPS.

Počty jader v klasickém procesoru stále stoupají, i přes to ale nestačí v paralelním výkonu konkurovat specializovaným grafickým čipům, které se stávají univerzálnějšími a zvládnou i obecné výpočty.

Zpracování velkého množství dat je stále nutnější, s příchodem obřích datacenter se rychlost i s obrovským objemem dat stala potřebnou, jako nikdy dříve. Minulý rok jsme vás informovali o hardwarovém startupu Tilera, který již chystá 100jádrový čip, který je určen právě pro cloud computing.

I přes to, že se jedná o tolik jader, celková spotřeba čipu je v rámci desítek wattů. Každé jádro tak samozřejmě není tak výkonné, jako u klasických procesorů, ale dalo by se spíše přirovnat k stream a CUDA procesorům v grafických čipech.

A právě do oblasti výkonných paralelních čipů se pustila i společnost Adapteva, která má v plánu vyrobit i čip obsahující neuvěřitelných 4 096 jader. Takový počet samostatných jader nemají ani nejnovější grafické čipy, které jsou zatím na hodnotě 2 048 na jednom kusu křemíku.

Adapteva a sen o tisíci jádrech

Společnost Adapteva byla založena teprve v roce 2008 s jasným cílem. Vyvinout čip na jednom kusu křemíku, který by poskytoval minimálně desetinásobně vyšší výkon, než současné čipy. Masivní paralelní architektura se prvního vyrobeného prototypu dočkala již v roce 2009, kdy byl pomocí 65nm technologie vyroben první 16jádrový model.

Klepněte pro větší obrázek 
Architektura Epiphany proti současným řešením čipů

Již od začátku ale chtěla Adapteva vyrobit čip, který bude mít tisíc jader, což se jí zatím pouze v rámci návrhu splnilo, ale již má připravenou architekturu, kterou lze škálovat až na neuvěřitelných 4 096 jader.

Epiphany: 4 096 a výkon až 5,6 TFLOPS

Superskalární RISC architektura Epiphany je zaměřena na budoucí použití, a to nejen v oblasti úsporných serverů, ale také v řadě dalších zařízení, jako například mobilní chytré počítače, tablety, radary, sonary a možnosti použití zahrnují i superpočítače, zpracování videa, rozpoznávání hlasu, snímání obrazu a další technologie, které lze nalézt například u robotů a inteligentních systémů.

Klepněte pro větší obrázek 
Obrovský počet malých jader a vysoký paralelní výkon

Celý čip je tvořen až 4 096 jádry spojených do komunikační sítě s vysokou propustností, včetně společné přístupu k paměti. Programování pro Epiphany čipy je možné pomocí ANSI-C a podporují všechny formáty IEEE pro aritmetiku v pohyblivé řádové řádce, na kterou jsou zaměřeny.

Adapteva slibuje vysokou efektivitu (spotřeba/výkon), snadný a rychlý vývoj aplikací, škálovatelnost i flexibilitu. V případě 16jádrového modelu s frekvencí 1 GHz nabízí výkon 32 GFLOPS (efektivita 35 GFLOPS/W) při 65nm výrobním procesu. S 28nm výrobou se u stejného 16jádrového čipu dočkáme sice nižšího výkonu 22 GFLOPS, efektivita však stoupne na 70 GFLOPS/W.

Klepněte pro větší obrázek 
Srovnání modelů čipů s architekturou Epiphany

V případě „simulace“ 1024jádrové čipu vyrobeného 28nm technologií a běžícího na frekvenci 700 MHz je špičkový výkon až 1,4 TFLOPS.

Klepněte pro větší obrázek
16jádrový čip Epiphany vs. 4jádrový ARM Cortex-A9

U 4096jádrového čipu lze dosáhnout výkonu až 5,6 TFLOPS při rozměrech čipu 524,3 mm2 a spotřebou 80 W.

Více výkonu, méně wattů

Adapteva není ale jediná společnost, která se snaží prorazit v oblasti vysokého paralelního výkonu s nízkou spotřebou a vysokou efektivitou. Mezi konkurenty patří například zmíněná Tilera, ale svým způsobem nesmíme zapomenout například na Imagination Technologies a jejich GPGPU čipy PowerVR, které v šesté generaci představí možná ještě lepší parametry, byť nejsou specializované pouze pro univerzální výpočty s plovoucí řádovou čárkou.

S koncem tohoto desetiletí bychom se měli dočkat superpočítačů s výkonem v řádu EXAFLOPS, což bude s přijatelnou spotřebou znamenat nutnost vysoké efektivity, tedy výkonu za jeden watt. A pokud vše půjde dobře, možná o Adapteva a architektuře Epiphany ještě uslyšíme. Ať už samostatně, nebo v rámci případné kombinace s dalšími čipy či pohlcením větší společností a implementací do větších systémů a univerzálnější architektury.

Diskuze (2) Další článek: Computer 6/12: televize v počítači a záchrana Windows

Témata článku: Hardware, Technologie, Procesory, Sonar, Jediná společnost, Jádro, Vysoká spotřeba, Proces, Klasický cloud, Vysoký výkon, Budoucí použití, Specializovaný čip, Ada, Obrovský počet, Špičkový výkon, Watt, Adapteva, Jediný prototyp, Budoucí superpočítač, Obří zařízení, Současný prototyp


Určitě si přečtěte

Qualcomm se chlubí, že se mu podařilo téměř nemožné: Vyrobil první mobilní anténu pro 5G

Qualcomm se chlubí, že se mu podařilo téměř nemožné: Vyrobil první mobilní anténu pro 5G

** Za dveřmi je 5G – nová generace mobilních telekomunikací ** Jednou z jeho specialit jsou nové kmitočty, tzv. mmWave ** Jenže signál o mnoha desítkách GHz přináší hromadu překážek

Jakub Čížek | 22

Apple: naše mapy budou nejlepší na světě. Tajně jsme na nich pracovali několik let

Apple: naše mapy budou nejlepší na světě. Tajně jsme na nich pracovali několik let

** Apple odhalil své plány na zcela nové mapy ** Několik let pracuje na nových mapách, které by měly předběhnout konkurenci ** Objeví se s příchodem iOS 12 pro vybrané státy

Karel Javůrek | 50

Byli tam! Důkazy o přistání na Měsíci, Lunochody i čínská sonda jsou vidět z vesmíru

Byli tam! Důkazy o přistání na Měsíci, Lunochody i čínská sonda jsou vidět z vesmíru

** Sonda LRO pořídila z oběžné dráhy Měsíce zajímavé snímky ** Jsou na nich vidět artefakty všech misí programu Apolla, které přistály na povrchu Měsíce ** Jde například o části lunárních modulů, rovery a dokonce i vlajky

Petr Kubala | 62

Galerie: Navštívili jsme Cosmos Discovery. Uvidíte Sojuz, Mir i kokpit raketoplánu

Galerie: Navštívili jsme Cosmos Discovery. Uvidíte Sojuz, Mir i kokpit raketoplánu

** Brno hostí do konce léta unikátní výstavu Cosmos Discovery ** Uvidíte zde celou historii kosmonautiky ** Stovky originálů i detailních maket

Jakub Čížek, Antonín Trčálek | 4

Osudová havárie Concordu: Před 18 lety přišel konec nadzvukových dopravních letadel

Osudová havárie Concordu: Před 18 lety přišel konec nadzvukových dopravních letadel

** Concorde byl nejrychlejším dopravním letadlem ** Atlantik dokázal přeletět za cca 3 až 3,5 hodiny ** Před osmnácti lety tragická havárie provoz těchto letadel prakticky ukončila

David Polesný, Jiří Černý | 38


Aktuální číslo časopisu Computer

Jak mobily určují svoji polohu?

Velký test notebooků pro studenty

Nejlepší reproduktory na párty

Služby a aplikace pro výuku angličtiny