72-ядерный процессор Tilera

Структурная схема 72-ядерника Tilera

Так выглядит кристалл нового многоядерника

Компания Tilera, известная своими разработками в области создания многоядерных специализированных процессоров, объявила о новом флагманском процессоре семейства Tile-Gx, число ядер которого в два раза больше, чем у предыдущего флагмана этого семейства и составляет 72 вычислительных ядра. Новый процессор Tile-Gx72 не приспособлен для выполнения вычислительных задач общего назначения, таких задач, которые решаются современными компьютерами и смартфонами. Он ориентирован на выполнение задач, которые могут быть разбиты на множество независимых процессов, к примеру обработка множественных потоков данных в сетевом оборудовании и обеспечение работы серверов, обрабатывающих большое количество запросов в один момент времени.

Но, даже, несмотря на то, что нет никакой надежды увидеть на компьютере этикетку с надписью «Tilera Inside», процессор Tile-Gx72 является весьма интересным изделием потому, что он является воплощением идеи о методах ускорения работы современных компьютеров. Немного раньше производительность компьютеров определялась законом Гордона Мура, который утверждает, что количество транзисторов кристалла процессора увеличивается в два раза за каждые два года. Но в последнее время закон Мура перестает действовать из-за физических ограничений, с которыми сталкиваются разработчики при дальнейшем уменьшении размеров транзисторов, и пределов допустимого расхода энергии при увеличении тактовой частоты процессоров.

Компания Tilera пытается обойти вышеуказанные ограничения с помощью использования многоядерной архитектуры своих процессоров. И именно такой же путь избрали практически все ведущие производители микропроцессоров, такие как Qualcomm, Intel, Samsung, Apple, IBM, Oracle и AMD, благодаря которым двух-, четырех- и восьмиядерные чипы являются сегодня самым обычным делом.

Структурная схема 72-ядерника Tilera

К сожалению, эффективное использование многоядерных процессоров требует специального «параллельного» подхода к созданию программ для этих процессоров. Параллельное программирование более трудно, нежели обычное линейное программирование, заключающееся в описании простой последовательности инструкций, да и для параллельной обработки также существует несколько ограничений, описываемых законом Амдаля, который определяет на сколько параллельных частей и процессов может быть разбита та или иная задача для достижения максимальной эффективности вычислительного процесса.

«Но технологии программирования под многоядерные платформы значительно улучшились в последнее время» — рассказывает аналитик Патрик Мурхэд (Patrick Moorhead), — «Компании Intel, AMD и Nvidia разработали ряд инструментов, упрощающих параллельное программирование почти до уровня обычного линейного программирования. Все дело идет к тому, что вычислительные ядра скоро станут элементарными блоками процессоров, такими, которыми сегодня являются обычные транзисторы».

Процессоры Tilera имеют свою собственную архитектуру и систему команд, не совместимые с другими многоядерными процессорами. «Использование компанией Tilera собственного набора команд обуславливает ограниченное количество компиляторов и наборов инструментов разработки, поддерживающих такие процессоры. Но, может быть это и хорошо, ведь для того, чтобы получить эффективные и оптимизированные программы требуется программировать «ближе к железу», так как это делается при программировании некоторых игр для процессоров ARM-архитектуры» — добавил Патрик Мурхэд.

Так выглядит кристалл нового многоядерника

Несмотря на все вышесказанное, процессоры Tilera могут и успешно используются для решения определенного круга задач. Новый процессор Tile-Gx72 разработан для выполнения более тяжелых вычислительных задач, нежели его предшественник с 36 ядрами. Он работает под специализированной 64-битной версией операционной системы SMP Linux, которая умеет эффективно распределять задачи между вычислительными ядрами и делает из множества ядер процессора один высокопроизводительный процессор.

Каждое ядро процессора Tile-Gx72 может работать на тактовой частоте от 1 до 1.2 ГГц, для обеспечения коммуникаций между ядрами в составе процессора есть специальный диспетчер, который управляет общим доступом всех ядер к 23 мегабайтам общей кэш-памяти и общим системам ввода-вывода, среди которых шесть портов PCI Express, восемь 10-Гигабитных портов Ethernet и четыре контроллера оперативной памяти DDR3, способных обеспечить подключение до 1 Тб памяти.

Все вышеперечисленные характеристики процессора Tile-Gx72 позволят ему обработать до 240 миллионов сетевых пакетов в секунду, зашифровать и расшифровать множество потоков сетевых данных, используя несколько распространенных алгоритмов шифрования.

Пока еще компания Tilera проводит испытания и доработку процессора Tile-Gx72, а цена и сроки начала поставок станут известны только по завершению этих испытаний.