stringtranslate.com

Нулевой ASIC

Zero ASIC Corporation , ранее Adapteva, Inc. , является компанией по производству полупроводников без производственных мощностей , специализирующейся на разработке многоядерных микропроцессоров с низким энергопотреблением . Компания стала второй компанией, объявившей о разработке 1000 специализированных вычислительных ядер на одной интегральной схеме . [1] [2]

Компания Adapteva была основана в 2008 году с целью добиться десятикратного увеличения производительности операций с плавающей запятой на ватт на рынке мобильных устройств. Продукты основаны на многоядерной архитектуре многоядерных команд и нескольких данных (MIMD) Epiphany и проекте Parallella Kickstarter , продвигающем «суперкомпьютер для всех» в сентябре 2012 года. Название компании представляет собой комбинацию слова «адаптировать» и еврейского слова «Teva». "имеется в виду природа.

История

Компания Adapteva была основана в марте 2008 года Андреасом Олофссоном. Компания была основана с целью добиться 10-кратного повышения энергоэффективности вычислений с плавающей запятой на рынке мобильных устройств . В мае 2009 года у Олофссона появился прототип нового типа многоядерной компьютерной архитектуры с массовым параллелизмом . Первоначальный прототип был выполнен по 65-нм техпроцессу и имел 16 независимых микропроцессорных ядер. Первоначальные прототипы позволили Adapteva получить финансирование серии А в размере 1,5 миллиона долларов США от BittWare, компании из Конкорда, штат Нью-Гэмпшир , в октябре 2009 года. [3]

Первые коммерческие чипы Adapteva начали поставляться клиентам в начале мая 2011 года, и вскоре после этого они объявили о возможности размещения до 4096 ядер на одном чипе.

Epiphany III был анонсирован в октябре 2011 года с использованием производственных процессов 28 нм и 65 нм.

Продукты

Основным семейством продуктов Adapteva является масштабируемая многоядерная MIMD - архитектура Epiphany. Архитектура Epiphany могла вместить до 4096 микропроцессоров RISC , находящихся в неправильном порядке , и все они использовали одно 32-битное плоское пространство памяти. Каждый RISC- процессор в архитектуре Epiphany является суперскалярным с 64 × 32-битным микропроцессором унифицированного регистрового файла (целочисленного или одинарной точности ), работающим с частотой до 1  ГГц и производительностью 2  GFLOPS (одинарной точности). RISC-процессоры Epiphany используют специальную архитектуру набора команд (ISA), оптимизированную для операций с плавающей запятой одинарной точности [4] , но их можно программировать на языке ANSI C высокого уровня с использованием стандартной цепочки инструментов GNU-GCC . Каждый RISC-процессор (в текущих реализациях; не закреплен в архитектуре) имеет 32  КБ локальной памяти. Код (возможно, дублированный в каждом ядре) и пространство стека должны находиться в этой локальной памяти ; кроме того (большая часть) временных данных должна поместиться туда на полной скорости. Данные также могут использоваться из локальной памяти других ядер процессора с потерей скорости или из внешней оперативной памяти с гораздо большим снижением скорости.

Архитектура памяти не использует явную иерархию аппаратных кэшей , аналогично процессору Sony/Toshiba/IBM Cell , но с дополнительным преимуществом поддержки внекристальных и межъядерных загрузок и хранилищ (что упрощает перенос программного обеспечения в архитектуру). . Это аппаратная реализация разделенного глобального адресного пространства . [ нужна цитата ]

Это устранило необходимость в сложном аппаратном обеспечении когерентности кэша , которое накладывает практические ограничения на количество ядер в традиционной многоядерной системе . Такая конструкция позволяет программисту использовать более глубокие знания о независимых шаблонах доступа к данным, чтобы избежать затрат на их выяснение во время выполнения. Все процессорные узлы соединены через микросхемную сеть , что обеспечивает эффективную передачу сообщений. [5]

Масштабируемость

Архитектура рассчитана на практически неограниченное масштабирование: 4 электронных канала позволяют объединять несколько микросхем в топологию сетки, что позволяет создавать системы с тысячами ядер.

Многоядерные сопроцессоры

16-ядерный чип Adapteva Epiphany, E16G301, от одноплатного компьютера Parallella

19 августа 2012 года компания Adapteva опубликовала некоторые характеристики и информацию о многоядерных сопроцессорах Epiphany. [6]

В сентябре 2012 года была произведена 16-ядерная версия Epiphany-III (E16G301) с использованием 65-нм [9] ( чип 11,5 мм 2 , 500 МГц [10] ) и инженерных образцов 64-ядерного Epiphany-IV (E64G401). ) были произведены по 28-нм техпроцессу GlobalFoundries (800 МГц). [11]

Основные рынки многоядерной архитектуры Epiphany включают:

Параллельный проект

Одноплатный компьютер Parallella с 16-ядерным чипом Epiphany и ПЛИС Zynq-7010

В сентябре 2012 года Adapteva запустила на Kickstarter проект Parallella , который позиционировался как « Суперкомпьютер для всех ». В рамках кампании по привлечению внимания к проекту были опубликованы справочники по архитектуре платформы. [12] Цель финансирования в размере 750 000 долларов США была достигнута за месяц, при этом минимальный взнос в размере 99 долларов США давал право спонсорам получить одно устройство; хотя первоначальный срок был установлен на май 2013 года, первые одноплатные компьютеры с 16-ядерным чипом Epiphany наконец были отправлены в декабре 2013 года. [13]

Планируется, что размер платы составит 86 × 53 мм (3,4 × 2,1 дюйма). [14] [15] [16]

Кампания на Kickstarter собрала 898 921 доллар США. [17] [18] Цель собрать 3 миллиона долларов США не увенчалась успехом, поэтому 64-ядерная версия Parallella не будет производиться массово. [19] Пользователи Kickstarter, пожертвовавшие более 750 долларов США, получат вариант «параллельна-64» с 64-ядерным сопроцессором (созданный на основе первоначального прототипа с выходом 50 чипов на пластину). [20]

Крещение V

К 2016 году фирма выпустила 1024-ядерный 64-битный вариант своей архитектуры Epiphany, который включал в себя: более крупные локальные хранилища (64 КБ), 64-битную адресацию, арифметику двойной точности с плавающей запятой или SIMD одинарной точности, а также 64-битные целочисленные инструкции, реализованные в технологическом узле 16 нм. [21] Этот проект включал усовершенствования набора команд, направленные на приложения глубокого обучения и криптографии . В июле 2017 года основатель Adapteva стал менеджером программы DARPA MTO [22] и объявил, что Epiphany V «маловероятно» станет доступен в качестве коммерческого продукта. [23]

Производительность

16-ядерная Parallella достигает примерно 5,0 GFLOPS/Вт, а 64-ядерная Epiphany-IV, выполненная по 28-нм техпроцессу, оценивается в 50 GFLOPS/Вт (одинарная точность), [24] и 32-платная система на их основе достигает 15 GFLOPS. /В. [25] Для сравнения, лучшие графические процессоры AMD и Nvidia достигли производительности 10 гигафлопс/Вт для одинарной точности в период 2009–2011 годов. [26]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ↑ Кларк, Дон (3 мая 2011 г.). «У стартапа большие планы в отношении технологии крошечных чипов». Уолл Стрит Джорнал . Проверено 3 мая 2011 г.
  2. ^ «IBM заявляет, что технология Kilocore обгонит современные мобильные процессоры» . Аппаратное обеспечение Тома. 2006.
  3. ^ «От RTL до GDSII всего за шесть недель» . EETimes (через Wayback Machine). 2010. Архивировано из оригинала 9 декабря 2010 года . Проверено 26 октября 2010 г.
  4. ^ «Справочное руководство по архитектуре Epiphany» . Архивировано из оригинала 9 октября 2012 года.
  5. ^ «Стартап запускает технологию ускорения операций с плавающей запятой Manycore» . HPCWire. 2011 . Проверено 3 мая 2011 г.
  6. ^ «Epiphany Multicore IP. Примеры конфигураций» . 19 августа 2012 г.
  7. ^ 16-ядерный 65-нм микропроцессор Epiphany-III (E16G301) // администратор (19 августа 2012 г.)
  8. ^ 64-ядерный 28-нм микропроцессор Epiphany-IV (E64G401) // администратор (19 августа 2012 г.)
  9. ^ Кремниевые устройства // Адаптева.
  10. ^ Линли Гвеннап, Adapteva: Больше провалов, меньше ватт. Epiphany предлагает ускоритель вычислений с плавающей запятой для мобильных процессоров. // Отчет о микропроцессоре , июнь 2011 г.
  11. ^ Майкл Фельдман, Adapteva представляет 64-ядерный чип // HPCWire
  12. ^ Андреас Олофссон, Выпуск документации Epiphany
  13. ^ Обновление № 46: Первое видео, созданное пользователем Parallella.
  14. ^ Рик Мерритт, Adapteva Kickstarts суперкомпьютер за сто долларов // EETimes, 27 сентября 2012 г.
  15. ^ Parallella — Суперкомпьютеры для всех (слайдкаст) . Основатель и генеральный директор Adapteva Андреас Олофссон . 28 сентября 2012 г.
  16. ^ Parallella: Суперкомпьютер для всех от Adapteva, страница проекта на Kickstarter
  17. ^ Parallella: Суперкомпьютер для всех // Проект Kickstarter, Adapteva
  18. ^ Гайавата Брей, Adapteva создает эффективный и дешевый микрочип с помощью Kickstarter. «Краудфандинг» приближает к производству крошечный и быстрый компьютер // The Boston Globe, 2 декабря 2012 г.
  19. ↑ Эндрю Бэк, Представляем суперкомпьютер Linux стоимостью 99 долларов. Архивировано 17 ноября 2015 г., на сайте Wayback Machine , Linux.com, 24 января 2013 г.: «Обещания на сумму 99 долларов и более вознаграждаются хотя бы одной платой с 16-ядерным устройством. . .. 16-ядерный чип Epiphany обеспечивает производительность 26 гигафлопс, при этом весь компьютер Parallella потребляет всего 5 Вт»
  20. ^ Теперь доступна 64-ядерная версия платы Parallella! // Блог Adapteva на Kickstarter, 25 октября 2012 г.: «Основная плата Parallella Epiphany-IV (64+2) будет предлагаться при залоге выше 750 долларов США. ... тот факт, что мы получаем только 50 кристаллов на пластину для этих первоначальных прототипов Мы не можем раскрывать цены на пластины и их производительность при 28-нм техпроцессе».
  21. ^ "Прозрение v объявление" .
  22. ↑ Олофссон, Андреас (11 марта 2017 г.). «Г-н Андреас Олофссон». ДАРПА . Архивировано из оригинала 11 марта 2017 года . Проверено 16 декабря 2018 г.
  23. ↑ Олофссон, Андреас (9 июля 2017 г.). «Обновление статуса Adapteva». Блог Адаптевой . Архивировано из оригинала 23 апреля 2018 года . Проверено 16 декабря 2018 г.
  24. ↑ Фельдман, Майкл (22 августа 2012 г.). «Adapteva представляет 64-ядерный чип». HPCWire . Проверено 3 сентября 2014 г.
  25. ^ «Adapteva представляет суперкомпьютерную платформу A-1 на ISC14» . HPCWire, пресс-релиз Адаптевой. 23 июня 2014 года . Проверено 3 сентября 2014 г.
  26. ^ «Характеристики аппаратного обеспечения ЦП, графического процессора и микрофона с течением времени. Необработанная производительность вычислений — сравнение GFLOP/сек на ватт для арифметики с одинарной точностью. Чем выше, тем лучше» . Карл Рупп. 24 июня 2013 года . Проверено 3 сентября 2014 г.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки