stringtranslate.com

Нулевой ASIC

Zero ASIC Corporation , ранее Adapteva, Inc. — это компания без собственных производственных мощностей , занимающаяся разработкой многоядерных микропроцессоров с низким энергопотреблением . Компания стала второй компанией, объявившей о разработке с 1000 специализированных процессорных ядер на одной интегральной схеме . [1] [2]

Adapteva была основана в 2008 году с целью обеспечить десятикратный рост производительности с плавающей точкой на ватт для рынка мобильных устройств. Продукты основаны на многоядерной архитектуре Epiphany с множественными инструкциями и множественными данными (MIMD) и проекте Parallella Kickstarter, продвигающем «суперкомпьютер для всех» в сентябре 2012 года. Название компании представляет собой комбинацию «адаптировать» и еврейского слова «Teva», означающего природу.

История

Adapteva была основана в марте 2008 года Андреасом Олофссоном. Компания была основана с целью обеспечить 10-кратный прогресс в энергоэффективности обработки с плавающей точкой для рынка мобильных устройств . В мае 2009 года Олофссон разработал прототип нового типа массивно-параллельной многоядерной компьютерной архитектуры . Первоначальный прототип был реализован на 65 нм и имел 16 независимых ядер микропроцессора. Первоначальные прототипы позволили Adapteva получить 1,5 миллиона долларов США в виде финансирования серии A от BittWare, компании из Конкорда, штат Нью-Гемпшир , в октябре 2009 года. [3]

Первые образцы коммерческого чипа Adapteva начали поставляться клиентам в начале мая 2011 года, и вскоре после этого компания объявила 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.

Продукция

Основное семейство продуктов Adapteva — масштабируемая многоядерная архитектура MIMD Epiphany . Архитектура Epiphany может вмещать чипы с 4096 микропроцессорами RISC с неупорядоченным выполнением , все из которых совместно используют одно 32-битное плоское пространство памяти. Каждый процессор RISC в архитектуре Epiphany является суперскалярным с 64×32-битным унифицированным файлом регистров (целочисленным или одинарной точности ), работающим на частоте до 1  ГГц и способным выполнять 2  GFLOPS (одинарной точности). Процессоры RISC Epiphany используют архитектуру набора инструкций (ISA), оптимизированную для чисел с плавающей точкой одинарной точности , [4] , но программируются на высокоуровневом ANSI C с использованием стандартной цепочки инструментов GNU-GCC . Каждый процессор RISC (в текущих реализациях; не фиксировано в архитектуре) имеет 32  КБ локальной памяти. Код (возможно, дублируемый в каждом ядре) и стековое пространство должны находиться в этой локальной памяти ; в дополнение (большинство) временных данных должны помещаться там для полной скорости. Данные также могут быть использованы из локальной памяти других ядер процессора с потерей скорости или из ОЗУ вне чипа с гораздо большим штрафом скорости.

Архитектура памяти не использует явной иерархии аппаратных кэшей , подобно процессору Sony/Toshiba/IBM Cell , но с дополнительным преимуществом поддержки загрузок и хранилищ вне чипа и между ядрами (что упрощает портирование программного обеспечения на архитектуру). Это аппаратная реализация разделенного глобального адресного пространства . [ требуется цитата ]

Это устранило необходимость в сложном оборудовании для обеспечения когерентности кэша , которое накладывает практический предел на количество ядер в традиционной многоядерной системе . Конструкция позволяет программисту использовать большее предвидение независимых шаблонов доступа к данным, чтобы избежать затрат времени выполнения на выяснение этого. Все процессорные узлы соединены через сеть на чипе , что обеспечивает эффективную передачу сообщений. [5]

Масштабируемость

Архитектура рассчитана на практически неограниченное масштабирование: четыре электронных канала позволяют объединять несколько чипов 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 Adapteva опубликовала некоторые спецификации и информацию о многоядерных сопроцессорах Epiphany. [6]

В сентябре 2012 года 16-ядерная версия Epiphany-III (E16G301) была произведена с использованием 65 нм [9] ( чип площадью 11,5 мм2, частотой 500 МГц [ 10] ), а инженерные образцы 64-ядерной Epiphany-IV (E64G401) были произведены с использованием 28-нм процесса GlobalFoundries (800 МГц) [11] .

Основные рынки для многоядерной архитектуры Epiphany включают:

Параллельный проект

Параллельный одноплатный компьютер с 16-ядерным чипом Epiphany и ПЛИС Zynq-7010

В сентябре 2012 года Adapteva запустила проект Parallella на Kickstarter , который позиционировался как « Суперкомпьютер для всех ». Справочные руководства по архитектуре платформы были опубликованы в рамках кампании по привлечению внимания к проекту. [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 были окончательно отправлены в декабре 2013 года. [13]

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

Кампания 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 «parallella-64» с 64-ядерным сопроцессором (созданным на основе первоначального прототипа с выходом 50 чипов на пластину). [20]

Богоявление V

К 2016 году фирма выпустила 1024-ядерный 64-битный вариант своей архитектуры Epiphany, который отличался: большими локальными хранилищами (64 КБ), 64-битной адресацией, арифметикой с плавающей точкой двойной точности или SIMD одинарной точности и 64-битными целочисленными инструкциями, реализованными в узле 16 нм процесса. [21] Эта конструкция включала усовершенствования набора инструкций, 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 доступным в качестве коммерческого продукта. [23]

Производительность

16-ядерный Parallella достигает примерно 5,0 ГФЛОПС/Вт, а 64-ядерный Epiphany-IV, изготовленный по 28 нм, оценивается в 50 ГФЛОПС/Вт (одинарная точность), [24] а 32-платная система на их основе достигает 15 ГФЛОПС/Вт. [25] Для сравнения, топовые графические процессоры AMD и Nvidia достигли 10 ГФЛОПС/Вт для одинарной точности в период 2009–2011 гг. [26]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Кларк, Дон (3 мая 2011 г.). «У стартапа большие планы на технологию крошечных чипов». Wall Street Journal . Получено 3 мая 2011 г.
  2. ^ «IBM заявляет, что технология Kilocore превзойдет современные мобильные процессоры». Tom's Hardware. 2006.
  3. ^ «От RTL до GDSII всего за шесть недель». EETimes (через Wayback Machine). 2010. Архивировано из оригинала 9 декабря 2010 г. Получено 26 октября 2010 г.
  4. ^ "Epiphany Architecture Reference Manual". Архивировано из оригинала 9 октября 2012 г.
  5. ^ "Стартап запускает технологию ускорения вычислений с плавающей точкой Manycore". HPCWire. 2011. Получено 3 мая 2011 г.
  6. ^ "Epiphany Multicore IP. Примеры конфигураций". 19 августа 2012 г.
  7. ^ Epiphany-III 16-ядерный 65-нм микропроцессор (E16G301) // admin (19 августа 2012 г.)
  8. ^ Epiphany-IV 64-ядерный 28-нм микропроцессор (E64G401) // admin (19 августа 2012 г.)
  9. ^ Кремниевые устройства // Adapteva
  10. ^ Линли Гвеннап, Adapteva: больше флопов, меньше ватт. Epiphany предлагает ускоритель с плавающей точкой для мобильных процессоров. // Microprocessor Report , 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 запускает стодолларовый суперкомпьютер // EETimes, 27 сентября 2012 г.
  15. ^ Parallella — суперкомпьютер 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. ^ Hiawatha Bray, Adapteva создает эффективный, дешевый микрочип с помощью Kickstarter. «Краудфандинг» приближает производство крошечного, быстрого компьютера // The Boston Globe, 2 декабря 2012 г.
  19. ^ Эндрю Бэк, Представляем суперкомпьютер Linux за $99 Архивировано 17 ноября 2015 г. на Wayback Machine , Linux.com, 24 января 2013 г.: «За пожертвования в размере $99 или более будет выдана как минимум одна плата с 16-ядерным устройством. ... 16-ядерный чип Epiphany обеспечивает производительность 26 GFLOPS, а весь компьютер Parallella потребляет всего 5 Вт»
  20. ^ Теперь предлагается 64-ядерная версия платы Parallella! // Блог Adapteva на Kickstarter, 25 октября 2012 г.: «Плата Epiphany-IV (64+2) core Parallella будет предлагаться при пожертвованиях свыше 750 долларов США. ... тот факт, что мы получаем только 50 кристаллов на пластину для этих первых прототипов. Мы не можем раскрывать цены на пластины и выход годных при 28 нм»,
  21. ^ "епифания против объявления".
  22. ^ Olofsson, Andreas (11 марта 2017 г.). "Г-н Андреас Олофссон". DARPA . Архивировано из оригинала 11 марта 2017 г. Получено 16 декабря 2018 г.
  23. ^ Olofsson, Andreas (9 июля 2017 г.). "Adapteva Status Update". Блог Adapteva . Архивировано из оригинала 23 апреля 2018 г. Получено 16 декабря 2018 г.
  24. ^ Фельдман, Майкл (22 августа 2012 г.). «Adapteva представляет 64-ядерный чип». HPCWire . Получено 3 сентября 2014 г. .
  25. ^ "Adapteva представляет суперкомпьютерную платформу A-1 на ISC14". HPCWire, пресс-релиз Adapteva. 23 июня 2014 г. Получено 3 сентября 2014 г.
  26. ^ "Характеристики оборудования ЦП, ГП и МПК с течением времени. Чистая вычислительная производительность — сравнение GFLOP/sec на ватт для арифметики с одинарной точностью. Чем выше, тем лучше". Карл Рапп. 24 июня 2013 г. Получено 3 сентября 2014 г.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки