Исследователи корпорации Intel разработали первый в мире
программируемый процессор, производительность которого сравнима с
производительностью суперкомпьютеров. Этот 80-ядерный процессор,
построенный на одном кристалле размером с ноготь, обладает уровнем
энергопотребления значительно более низким, чем у большинства
современных бытовых приборов. Данная разработка была выполнена в рамках
исследовательской программы Intel "Тера-вычисления". Цель программы –
подготовить базу для создания будущих ПК и серверов с
производительностью, которая исчислялась бы триллионами операций с
плавающей запятой в секунду (терафлопс).
Важнейшими отличительными особенностями компьютеров будущего станут
производительность на уровне терафлопс, возможность обработки
терабайтных объемов данных и повсеместный доступ в Интернет. Можно
будет создавать совершенно новые высокопроизводительные программы для
образования и коллективной работы, а также высококачественные
развлекательные приложения для ПК, серверов и карманных устройств.
Корпорация Intel не планирует внедрять в коммерческое производство
именно этот проект процессора, оснащенного множеством ядер для
вычислений с плавающей запятой. Основные цели исследований Intel в
области тера-вычислений таковы: поиск инновационных функциональных
возможностей для универсальных и специализированных процессоров или
вычислительных ядер, а также создание новых схем соединений внутри
кристалла и соединений процессоров с другими компонентами компьютера,
предназначенных для оптимизации передачи больших объемов данных.
Наконец, одна из самых важных задач – разработка новых принципов
проектирования программного обеспечения, которые позволят максимально
эффективно использовать преимущества многоядерных процессоров.
Экспериментальный тера-процессор позволит более четко сформулировать
требования к новым принципам проектирования кремниевых интегральных
схем и схем межкомпонентных соединений с высокой пропускной
способностью, а также откроет путь к реализации передовых методов
управления энергопотреблением.
Впервые уровень производительности порядка терафлопс был достигнут
в 1996 году, когда корпорация Intel построила суперкомпьютер ASCI Red
для Sandia National Laboratory. Этот компьютер занимал площадь более
185 кв. м. В нем было установлено около 10000 процессоров Inte Pentium
Pro, а потребляемая мощность составляла приблизительно 500 кВт.
Экспериментальный процессор Intel обладает такой же
производительностью, но реализован на единственном многоядерном
кристалле и при этом потребляет всего 62 Вт электроэнергии – меньше,
чем большинство сегодняшних одноядерных процессоров.
Новый кристалл имеет инновационную "ячеистую" структуру: небольшие
повторяющиеся однотипные ядра подобны черепице на крыше. Такая
топология позволяет облегчить проектирование многоядерных кристаллов.
Исследования корпорации Intel по созданию транзисторов из новых и
устойчивых материалов открывают новые пути для разработки эффективных
технологий производства многоядерных процессоров будущего,
насчитывающих миллиарды транзисторов.
Ячеистая архитектура межъядерных соединений, называемая
"внутрикристальной сетью", обеспечивает сверхвысокую скорость обмена
данными между ядрами – порядка нескольких терабит в секунду. Чтобы
повысить эффективность использования электроэнергии, ученые также
разработали технологию независимого включения и отключения
вычислительных ядер. В каждый момент времени используются только те
ядра, которые необходимы для решения текущей задачи.
Дальнейшие исследования в области тера-вычислений будут посвящены
разработке технологий создания внутрикристальной трехмерной
многослойной памяти, а также проектированию усовершенствованных
экспериментальных прототипов процессоров, состоящих из множества
универсальных ядер с архитектурой Intel. Сегодня в рамках
исследовательской программы Intel "Тера-вычисления" выполняются более
100 проектов, которые связаны с вопросами архитектурного и системного
проектирования, а также с определением новых принципов разработки ПО.
|
