Служба новостей IDG, Бостон
Intel испытывает 80-ядерный процессор
Первые упоминания о чипе, который выполняет триллион операций с плавающей точкой в секунду, прозвучали в сентябре прошлого года. До сих пор подобный уровень вычислительной мощности был доступен только тем академическим исследователям, которые имели доступ к машинам наподобие ASCI Red, суперкомпьютеру с производительностью в несколько терафлопов, который был построен корпорацией Intel и ее партнерами в 1996 году в Национальной лаборатории Сандия

Придерживаясь взятого в 2006 году курса на переход от стандартных к двухъядерным и далее к четырехъядерным процессорам, Intel разработала 80-ядерный чип, который выполняет триллион операций с плавающей точкой в секунду и при этом потребляет меньше электроэнергии по сравнению с современными процессорами для настольных ПК.

Первые упоминания о данном процессоре прозвучали в сентябре прошлого года. Новый процессор размером с ноготь (275 кв. мм) содержит 80 ядер и потребляет всего 62 Вт электроэнергии. По словам Джерри Баутисты, руководителя исследовательских программ Intel, направленных на создание сверхмощных систем, у корпорации пока нет планов по выводу процессора с производительностью, превышающей 1 TFLOPS, на коммерческий рынок, но его предполагается использовать для тестирования новых технологий: внутренних соединений с высокой пропускной способностью, механизмов управления энергопотреблением, а также «мозаичной» архитектуры, предназначенной для построения процессоров с большим числом ядер.

Например, инженеры Intel используют этот процессор и для изучения новых образцов сверхмощной техники, которая позволит в перспективе хранить на настольных компьютерах терабайты данных, распознавать речь в режиме реального времени, обрабатывать потоки мультимедийной информации, наслаждаться фотореалистичными играми и решать задачи, связанные с применением искусственного интеллекта. До сих пор подобный уровень вычислительной мощности был доступен только тем академическим исследователям, которые имели доступ к машинам наподобие ASCI Red, суперкомпьютеру с производительностью в несколько терафлопов, который был построен корпорацией Intel и ее партнерами в 1996 году в Национальной лаборатории Сандия. Данная система обладала вполне сравнимой с новым процессором вычислительной мощностью, но потребляла при этом около 500 кВт энергии. Еще 500 кВт тратилось на охлаждение. Этого хватило бы для обеспечения нормальной работы почти 10 тыс. процессоров Pentium Pro.

По словам Баутисты, концентрация такой огромной вычислительной мощности в одной микросхеме откроет для среднего потребителя совершенно иные пути использования ПК. Появится возможность улучшить поисковые функции, с тем чтобы обрабатывать огромные объемы цифровой информации, хранимой на домашнем компьютере, осуществлять поиск по заданным критериям в крупных фотоархивах, например находить все снимки, на которых указанный человек улыбается или сфотографирован вместе с приятелем.

При тактовой частоте 3,16 ГГц новый процессор обладает вычислительной мощностью в 1,01 TFLOPS — другими словами, его эффективная мощность составляет 16 GFLOPS на каждый ватт потребленной энергии. Он может работать и еще быстрее, но при повышении частоты теряется энергетическая эффективность (так, на частоте 5,1 ГГц уровень производительности достигает 1,63 TFLOPS, а при увеличении частоты до 5,7 ГГц становится равным 1,81 TFLOPS).

Процессор экономит электроэнергию, переводя незадействованные ядра в спящий режим. В случае необходимости их можно мгновенно активизировать. У каждого из компонентов мозаичной конструкции имеется свой собственный маршрутизатор, находящийся в непосредственной близости от ядра. Таким образом, фактически мы получаем «процессорную сеть».

Больше не значит лучше?

Исследователи обнаружили, что добавление слишком большого числа ядер может привести к снижению удельного быстродействия. Производительность предсказуемо растет при увеличении количества ядер с двух до четырех, восьми и 16. Однако при использовании 32 или 64 ядер рост начинает быстро замедляться.

Для того чтобы преодолеть эти трудности, используется аппаратный планировщик потоков и более быстрый кэш, размещенный непосредственно на кристалле. Таким образом, путь прохождения потоков данных для каждого ядра оптимизируется. С целью дальнейшего совершенствования конструкции исследователи Intel планируют добавить уровень «трехмерного стека памяти», позволяющий минимизировать время и энергию, требуемые для снабжения ядер данными. В дальнейшем предполагается создать мегачип, в котором вместо применяемых в существующей архитектуре вычислительных блоков для выполнения операций с плавающей точкой будут использоваться ядра общего назначения.