了解到可以被放置在一个芯片上的核心数目是有限的,处理器制造商当前考虑将单元化结构作为下一代芯片设计结构。
第十九界年度热芯片大会(Hot Chips conference)本周议程包括多家不同的芯片厂商关于采用平铺或者网格设计进行平行计算的发言。这次大会吸引了将近600位理论和技术研究员以及芯片公司的工程师,于本周二结束。
单元化设计,每个“单元”相伴随一个处理器核以及一个路由器,被首尾相接地成排放置,像一个城市的网格地图。指令沿着其路线同时从一个方格向前或向后地跳到另一个方格。不同的指令可同时平行运行,而不需要等待。平行计算比当前多核芯片的能耗更低。
英特尔详述了一个由八横行、十纵行“单元”构成的80核处理器。英特尔公司的首席工程师Yatin Hoskote说,英特尔芯片也有“休眠/苏醒功能??当处于闲置状态时将部分单元关闭,在需要时再将其启动。平行设计实现了同时运行一个通信指令和一个运算指令。
Hoskote 说:“你可以同时运行很多指令。如果你可以将尽可能多的通信和计算指令同时运行,就可以提高效率水平,因为你节约了专门用于通信的周期时长,采用计算时间将数据发送到了芯片上。”休眠功能减少了停止运算时的电力消耗,这样减少的电力消耗比当前的设计优化了两到三倍,并且每个单元路由器能耗的减少是之前的七倍。
英特尔的方格处理器原型还处在研究阶段,没有立刻开发出一个特定产品的计划。但是芯片行业的黑马??Tilera公司在热芯片大会上发布了其64核单元化结构处理器,这一处理器的单元结构是横八纵八。
Tile64产品是一款嵌入式处理器,被用于路由器和交换机,以及高清晰度视频信号设备。Nvidia公司以及AMD公司在会议上也描述了其平行计算处理器。加州大学伯克利分校的计算机教授Alan Jay Smith认为,芯片制造商在研究平行计算,因为他们认为在一个芯片集上提供双核、四核或八核这一趋势最终将发展到尽头。
每个人有同样的问题??一个单处理器是一台计算机仅有一个中央处理器。制造商都在研究平行运算,因为当前已可以更有效地创建这一结构。平行运算结构的缺点是其难于进行软件编程以运行平行指令。
Smith说:“人们是线性思维的。当前大多数程序是线性的。短期内将软件转为平行模式以实现在多核处理器上进行运算是有一定难度的。”