Micron Automata: procesor pro velká data

Programátoři měli od vzniku prvního procesoru k dispozici pevně danou architekturu, která už ale není příliš efektivní. Micron vyvinul přizpůsobitelný procesor Automata.

Von Neumannova architekturu nastolila směr, kterým se rozvíjely procesory od prvních modelů, už v té době ale bylo jasné, že hlavním úzkým hrdlem bude spojení s pamětí.

I když se to snažili inženýři různými triky optimalizovat a neustále zvyšovali propustnost spojení s pamětí a výkon pamětí, procesory či třeba grafické čipy stále potřebují aktualizovat stav neustálým zápisem a čtení paměti.

V týdnu jsme vám představili i novou generací hybridních složených 3D pamětí (HBM), které budou mít v rámci několika čipů na grafické kartě propustnost už v první verzi až 1 TB/s.

Klepněte pro větší obrázek
Von Neumannova architektura a úzké hrdlo ve spojení s pamětí

Inženýři z Micronu se na tento problém ale zaměřili se zcela novým pohledem a místo zlepšování o procenta, jako to vidíme s každou novou generací čipů, přepracovali fungování zpracování dat a zároveň i vše zjednodušili pro programátory.

Zpracování velkého množství dat najednou

Současné procesory bez problémů zvládnou běžné úkony, které nyní od domácích či mobilních počítačů požadujeme – zajistí běh internetu, zobrazí fotografie, přehrají video ve vysokém rozlišením a další věci, na které jsme zvyklí. I složité vzorce a výpočty v excelu jsou zpracovány okamžitě.

Klepněte pro větší obrázek
Instrukční cyklus

Problém klasických procesorů je ale zpracování velkého množství dat v co nejrychlejším čase, které potřebují různé velké instituce, firmy, vědci a podobně. A jedním z hlavních důvodů je právě systém paměti. Instrukční cyklus zpracovávající strojové instrukce neustále pracuje s pamětí a i když ta nejbližší v pořadí je velmi rychlá (třeba L1 cache), operační paměť nebo dokonce pevný disk/SSD je v takovém porovnání neskutečně pomalá.

V průběhu vývoje samozřejmě inženýři zrychlovali provedení instrukčního cyklu zvyšováním frekvence, snižováním odezvy pamětí, zvětšením počtu výpočetních jader fungujících samostatně nebo zřetězování a překrývání strojových instrukcí.

Všechny tyto techniky ale mají své problémy a omezení. V případě vysoké frekvence narůstá spotřeba a teplota čipu, rychlejší paměti znamenají pokročilejší architekturu s vyšší cenou a v případě velkého počtu výpočetních jader se výrazně zvýší náročnost programování a tedy efektivita programátorského času.

Micron Automata: paměť která počítá

Micron si omezení propustnost paměti uvědomuje už dlouhou dobu, nelze se proto divit, že se už několik let také podílí na vývoji HMC (Hybrid Memory Cube, podobné řešení jako HBM).

Klepněte pro větší obrázek
Architektura procesoru Automata od Micronu

Inženýři Micronu ale také vyvíjeli procesor, který nebude mít žádné úzké paměťové hrdlo, bude efektivní pro zpracování velkého množství dat, snadno škálovatelný a programování bude pro programátora snazší než u vícejádrových čipů.

Procesor Automata používá malé 8bitové operandy a nemá běžnou instrukční sadu jako mají normální procesory. Vše je minimalizováno na jeden operátor, který provádí porovnávání mezi operandy. Instrukční sada tak vlastně obsahuje pouze jedinou instrukci. 99,998 % operandů zůstává stejná v průběhu zpracování. Výsledek je pak jednobitová informace (souhlasí či nesouhlasí), kterou lze velmi efektivně použít v dalších výpočtech.

Klepněte pro větší obrázek
Několik procesorů Automata na desce - na první pohled to vypadá jako operační paměť

Vše běží uvnitř struktury podobné paměti a v současnosti dokáže Automata zpracovat 50 000 nezávislých porovnávání najednou a výsledky jsou automaticky k dispozici na potřebném místě pro další použití.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek

Trochu to připomíná fungování kvantových čipů, které také dokáží v jednu chvíli řešit obrovské množství řešení, ale v tomto případě je vše pochopitelně jednodušší bez použití kvantové mechaniky.

Revoluce která začíná

Pokud chcete zabrousit do větších podrobností o fungování specializovaného procesoru Automata, určitě zavítejte na oficiální stránky Micronautomata.com, kde naleznete možnost se přihlásit pro přístup k vývojovému kitu (SDK). Vyzkoušet také můžete simulátor Automata přímo na webu Micronu.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Micron Automata se může hodit pro zpracování velkého množství dat ze senzorů nebo třeba ze sociálních sítí a dalších oblastí

I když zatím nelze očekávat, že se tento procesor dostane do běžných domácích počítačů, může se tak stát v budoucnu. Jak totiž ukazuje třeba i The Machine od HP, přichází velké změny v architekturách počítačů a lze očekávat, že se po zásahu serverů a výkonných počítačů postupně dostanou i do menších zařízení.

Diskuze (14) Další článek: Jak správně vybrat notebook: Rady pro dobrou volbu

Témata článku: Technologie, Hardware, Počítače, Procesory, Programování, Superpočítače, Micron, Von Neumann, Hrdlo, Neumann, Normální proces, Vícejádrový čip, Cube, Úzké hrdlo, Velký čip, L1 cache, Klasický procesor, Výkonný hybrid, Kvantový čip, Instrukční sada, Proces, Nový pohled, Velké množství


Určitě si přečtěte

49" monitor Philips 499P9H: Ať je vám doma lépe než v kanceláři

49" monitor Philips 499P9H: Ať je vám doma lépe než v kanceláři

** Nezvykle protáhlý rozměr odpovídá dvěma monitorům vedle sebe ** Barevné podání a podpora G-Sync míří nad kancelářské nasazení ** Vestavěná kamera umí přihlašování ve Windows

Tomáš Holčík | 29

Galerie: Podívejte se na čínský Linux, se kterým to na svých PC zkusil i Huawei

Galerie: Podívejte se na čínský Linux, se kterým to na svých PC zkusil i Huawei

** Huawei se loni dostal do křížku s USA ** Začal to proto zkoušet s konkurenčním operačním systémem ** Jmenuje se Deepin a před pár dny se dočkal nové verze

Jakub Čížek | 36

Deset kotev, které i v roce 2020 táhnou Android ke dnu

Deset kotev, které i v roce 2020 táhnou Android ke dnu

** Android existuje skoro 12 let a za tu dobu v mnoha směrech dospěl ** Dnes běží na sedmi z deseti telefonů, ale čemu za to vděčí? ** Našli jsme 10 kotev, které táhnou tento operační systém ke dnu

Karel Kilián | 162

Jak nahradit webkameru: jde to telefonem, zadarmo a s lepším obrazem

Jak nahradit webkameru: jde to telefonem, zadarmo a s lepším obrazem

** Koronavirus donutil mnohé zaměstnance pracovat z domova ** V souvislosti s tím vzrostla poptávka po webových kamerách ** Webkameru ale nemusíte kupovat – stačí mobil a aplikace!

Karel Kilián | 13


Aktuální číslo časopisu Computer

Megatest 24 PC zdrojů

Jak využít umělou inteligenci

10 špičkových sluchátek s ANC

Playstation 5 vs Xbox Series X