Novo processador open source poderá alimentar computador de 200 mil núcleos

Processador open source de 25 núcleos Piton foi desenhado para ser flexível e rapidamente escalável.

 

 

Pesquisadores querem dar um sério impulso a um processador open source de 25 núcleos chamado Piton.

 

Os desenvolvedores do chip da Universidade de Princeton têm em mente um computador de 200 mil núcleos alimentados com 8 mil chips Piton de 64 bit.

 

Ele não acontecerá em breve, mas é um possível cenário para o Piton. O chip é desenhado para ser flexível e rapidamente escalável, e terá de assegurar que a gigante coleção de núcleos estejam em sincronia quando processar aplicações em paralelo. 

 

Detalhes sobre o Piton foram anunciados na conferência Hot Chips nesta semana. O objetivo era desenhar um chip que pudesse ser usado em grandes data centers que precisam lidar com fluxos de redes sociais, buscas e serviços em nuvem. O tempo de resposta em redes sociais e buscas são amarrados a potência dos servidores em data centers. 

 

O Piton é um processador raro open-source baseado no design do OpenSparc, que é uma versão modificada do processador OpenSparc T1 da Oracle. 

 

Muitas CPUs opensource e arquiteturas já estão sendo desenvolvidas. Uma arquitetura notável sob desenvolvimento é o RISC-V, que está sendo usado pelo SiFive para desenhar um novo processador. 

 

Companhias conseguem pegar designs open source, ‘torcê-los’ e fabricar chips em fábricas. 

 

Alternadamente, o chip pode ser estimulado ao colocar lógica programável em FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays), que então reproduzirão a funcionalidade da CPU multicore. 

 

É interessante que os pesquisadores escolheram o SPARC como a arquitetura de excelência para seu design. O SPARC é usado pela Oracle em seus servidores de alto padrão desenhados para bancos de dados, mas a popularidade da arquitetura está diminuindo. A Fujitsu recentemente disse que estava deixando o SPARC para optar por servidores da ARM, especificamente para o supercomputador Post-K que será implantado no Japão em 2020.

 

Um chip Piton conta com 25 núcleos divididos em 5 linhas, uma topologia amplamente referida como um design de malha. Cada núcleo opera a 1GHz. Vários chips em uma ordem podem estar em sistemas encadeados através de uma “ponte” que fica no topo da estrutura do chip. Tal ponte também se relaciona com o chip ao DRAM e armazenamento. 

 

O design de malha não é uma ideia nova já que tem sido usado em chips de companhias como o Tilera, que agora é parte da Mellanox. Mas o que é único sobre o Piton é seu cachê distribuído e links unidirecionais que reuniriam todos os núcleos juntos em um servidor maior. Os núcleos também compartilham memória. 

 

Cada núcleo conta com um cache de 64KB de L2, totalizando 1.6 MB para o chip. Um mini router em cada  núcleo facilita uma comunicação mais rápida com outros núcleos. Cada núcleo também tem uma unidade de ponto flutuante, principalmente para computação paralela em larga escala.

 

A contagem de núcleos em CPUs está subindo - especialmente em chips para servidores e jogos - para fornecer mais potência de computação. O novo chip Zen da AMD conta com até 32 núcleos, enquanto o último Xeon E7 da Intel tem até 24 núcleos. 

 

Segundo os pesquisadores de Princeton, o Piton pode ser o mais potente chip já desenvolvido em uma universidade. Mas essa reivindicação não pode ser feita baseada no número de núcleos no chip. Um chip de mil núcleos chamado KiloCore tem sido projetado por pesquisadores do VLSI Computing Lab na Universidade da Califórnia, Davis. 

 

Mas os 460 milhões de transistores poderiam tornar o Piton o maior chip desenvolvido por pesquisadores em tamanho. Apesar de ele ser pequeno comparado aos servidores de hoje e chips de game com bilhões de transistores.

 

Os pesquisadores fabricaram o Piton usando o processo de 32 nanometros da IBM.

 

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