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


Určitě si přečtěte

Kde se bere elektřina v zásuvce? Poznejte 10 tajemství venkovních stožárů s dráty

Kde se bere elektřina v zásuvce? Poznejte 10 tajemství venkovních stožárů s dráty

Elektřina se vyrábí v elektrárnách, ale do zásuvek v našich domovech to pak má ještě hodně daleko. Dnes se na tuhle dlouhou cestu podíváme.

David Polesný | 85

15 míst, kde můžete legálně sledovat filmy na internetu

15 míst, kde můžete legálně sledovat filmy na internetu

** Legálních služeb pro sledování filmů je celá řada, využít můžete předplatné či platbu za film ** Ceny jsou u mnohých velmi rozumné, limitem je pouze nabídka titulů ** České služby mají i dabované filmy, u zahraničních často chybí i české titulky

Vladislav Kluska | 32

Tohle tak jednou zažít: Nová vzducholoď Airlander 10 s prosklenou podlahou

Tohle tak jednou zažít: Nová vzducholoď Airlander 10 s prosklenou podlahou

** Airlander 10 nabídne plavby vzduchem v interiéru s prosklenou podlahou ** Luxusní vzducholoď byla původně vyvíjena pro vojenské účely ** Počítá se s třídenními „kochacími“ výlety za poznáním

Karel Kilián | 7

Portál občana už funguje. Na státní web vypadá až překvapivě použitelně

Portál občana už funguje. Na státní web vypadá až překvapivě použitelně

** Portál občana už funguje, vyřídíte na něm první požadavky ** Funkce se budou postupně rozšiřovat ** Web je docela moderní a přehledný

David Polesný | 66

Vyzkoušeli jsme eObčanku a přihlásili se s ní na weby úřadů. Vážně to funguje!

Vyzkoušeli jsme eObčanku a přihlásili se s ní na weby úřadů. Vážně to funguje!

** Máme eObčanku, máme čtečku, vyzkoušeli jsme přihlášení na weby úřadů. ** Objevily se drobné problémy, podařilo se nám je vyřešit. ** Používání eObčanky pro online identifikaci je velmi pohodlné.

Marek Lutonský | 37