Первые упоминания о данном процессоре прозвучали в сентябре прошлого года. Новый чип размером с ноготь (275 кв. мм) содержит 80 ядер и потребляет 62 Вт электроэнергии - то есть меньше, чем потребляют многие современные процессоры для настольных компьютеров.

По словам Джерри Баутиста, руководителя исследовательских программ Intel, направленных на создание сверхмощной техники, у корпорации пока нет никаких планов по выводу чипа с производительностью, превышающей 1 TFLOP, на 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 многоядерных процессоров.

Поиск по улыбке

Например, инженеры Intel используют этот чип 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 академическим ученым, имеющим доступ к машинам типа ASCI Red - суперкомпьютеру с производительностью в несколько терафлоп, который был построен корпорацией Intel и ее партнерами в 1996 году в Национальной лаборатории Сандия. Данная система обладала вполне сравнимой с новым чипом 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 Баутиста, концентрация такой огромной вычислительной мощности в одном чипе 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 чип обладает вычислительной мощностью в 1,01 TFLOPS - его эффективная мощность составляет 16 GFLOPS на каждый ватт потребленной энергии. Он может работать и еще быстрее, но при повышении частоты теряется 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?

Несмотря на использование эффективной grid-технологии, исследователи обнаружили, что добавление слишком большого числа ядер может привести к снижению быстродействия. Производительность растет при увеличении количества ядер с двух до четырех, восьми и 16. Однако при использовании 32 и 64 ядер она начинает снижаться.

"Если мы просто включаем в процессор более 16 ядер, отдача уменьшается, поскольку потоки и трафик данных используются неправильно. Ядра начинают мешать друг другу. "Это напоминает скопление слишком большого числа поваров на одной кухне", - пояснил Баутиста.

Для того чтобы преодолеть эти трудности, используется аппаратный планировщик потоков и более быстрый кэш, размещенный непосредственно на чипе. 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.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями