Сто ядер не предел

После некоторого затишья ядерная гонка процес­соров возобновилась. Компания Tilera разрабаты­вает новый чип, в котором насчитывается более 100 процессорных ядер. С его помощью Tilera на­деется превзойти процессоры ARM и Intel при ре­шении специфичных интернет-задач.

«Чип находится еще в стадии проектирования, но по некоторым его функциям решение уже приня­то, – сообщил руководитель направления разра­ботки процессорной стратегии Tilera Боб Дауд. – В частности, он будет поддерживать новейшую память DDR4, в то время как большинство совре­менных процессоров совместимы только с памя­тью DDR3».

Производство будет организовано по технологии 28 нм, однако сроки готовности нового процессо­ра пока не определены. В настоящее время чип существует лишь в виде лабораторного прототипа.

Компания Tilera заявляла о том, что приступает к разработке 100-ядерного про­цессора, еще в 2009 году, затем эта тема всплыла в 2011 году, но конечный про­дукт на свет так и не появился. Вместо этого компания анонсировала 72-ядер­ный процессор.

Чип Tilera, имеющий 72 ядра, может служить в качестве процессора общего на­значения в облачной среде или играть роль сопроцессора и применяться в паре с чипами x86 для организации сетевой обработки, обеспечения сбалансирован­ной нагрузки на серверы и для работы с мультимедийными файлами. Всем этим задачам требуется эффективное масштабирование ядер.

Тактовая частота процессора составляет от 1 ГГц до 1,2 ГГц. Параметры макси­мального энергопотребления не сообщаются.

Первоначальная идея создания стоядерного процессора возникла на заре облач­ных технологий. Компания Tilera рассчитывала, что в этой сфере ее детище со­ставит достойную конкуренцию получившим повсеместное распространение сер­верным чипам x86, выпускаемым Intel и AMD. Продукт, отличающийся низким энергопотреблением и поддерживающий операционную систему Linux, мог бы добиться успеха в категории процессоров общего назначения, но по мере разви­тия рынка планы Tilera менялись. Идея создания 100-ядерного чипа была весь­ма привлекательной, однако потенциальные покупатели предъявляли иные требования.

«Клиенты проявляли интерес к процессорам с меньшим, и не с большим количе­ством ядер, – пояснил Дауд. – Мы не готовы пока анонсировать 100-ядерный чип, но могу сказать, что новый процессор уже проектируется. Никогда нельзя сказать точно, сколько ядер, памяти и ресурсов ввода-вывода хотят получить клиенты».

В последние два года Intel и AMD после десятилетия борьбы за повышение эф­фективности энергопотребления замедлили темпы увеличения числа ядер своих серверных процессоров. В 2010 году корпорация Intel представила 10-ядерный процессор, после чего перестала добавлять ядра. AMD предлагает 16-ядерный чип. В какой-то степени отказ от увеличения числа ядер был обусловлен невоз­можностью эффективного распределения задач между множеством ядер и ис­пользования таких решений для дальнейшего повышения производительности.

Компании решили добиваться роста производительности за счет сопроцессо­ров. Так, корпорация Intel предлагает сегодня 60-ядерный сопроцессор Xeon Phi, который способен в некоторых случаях составить конкуренцию графическим сопроцессорам, имеющим более 500 ядер и предназначенным для применения в суперкомпьютерах.

В настоящее время Tilera поставляет 36-ядерный чип и обещает, что переход на новый 72-ядерный процессор удвоит производительность. Тестовые его образ­цы уже направлены ряду клиентов, а коммерческая версия должна появиться к концу текущего года.

Чипы Tilera имеют уникальную архитектуру, в которой ядра представлены в виде ячеек. Ядра соединены матричным коммутатором и обмениваются данными друг с другом сразу по нескольким маршрутам, что обеспечивает очень высокую производительность. Разработчики Tilera утверждают, что при решении специа­лизированных задач их чипы потребляют меньше электроэнергии по сравнению с продуктами конкурентов.

Обработка мультимедийной информации в чипах Tilera организована с помо­щью целочисленных процессоров. В отличие от графических процессоров, в чипах Tilera нет блоков выполнения операций с плавающей запятой, но при ре­шении специализированных задач, связанных с обработкой видео, они демон­стрируют даже более высокую эффективность энергопотребления, чем некото­рые графические процессоры.

Процессор Tilera подключается к разъему PCI-Express 2.0, но с помощью специ­ального компонента может работать и с шиной PCI-Express 3.0. Чип поддержива­ет облачную программную среду OpenStack и языки программирования Java и C++.