WikiDer > Чип для исследования терафлопс

Teraflops Research Chip
Чип для исследования терафлопс
Общая информация
Запущен2006
РазработаноПрограмма исследований Intel Tera-Scale Computing
Спектакль
Максимум. ЦПУ тактовая частота5,67 ГГц
Ширина данных38-битный
Архитектура и классификация
инструкции96 бит VLIW
Физические характеристики
Транзисторы
  • 100,000,000
Ядра
  • 80
Розетки)
  • нестандартный 1248-контактный разъем LGA (343 сигнальных контакта)
История
ПреемникКсеон Пхи

Исследовательский чип Intel Teraflops (под кодовым названием Полярная звезда) это исследование многоядерный процессор содержащий 80 ядра, используя сеть на кристалле архитектура, разработанная Intelс Тера-шкала Программа компьютерных исследований.[1] Он был изготовлен с использованием 65 нм CMOS процесс с восемью слоями медное соединение и содержит 100 миллионов транзисторы на 275 мм2 умереть.[2][3][4] Его цель дизайна заключалась в демонстрации модульной архитектуры, способной поддерживать стабильную производительность 1,0. TFLOPS при рассеивании менее 100 Вт.[3] Исследования проекта позже были включены в Ксеон Пхи. Техническим руководителем проекта был Шрирам Р. Вангал.[4]

Процессор изначально был представлен на Форум разработчиков Intel 26 сентября 2006 г.[5] и официально объявлено 11 февраля 2007 года.[6] Рабочий чип был представлен на 2007 г. IEEE Международная конференция по твердотельным схемам, наряду с техническими характеристиками.[2]

Архитектура

Чип состоит из 10х8 2D ячеистая сеть ядер и номинально работает на частоте 4 ГГц.[nb 1] Каждое ядро, называемое плитка (3 мм2), содержит движок обработки и 5-портовый переключаемый червоточиной маршрутизатор (0,34 мм2) с мезохронный интерфейсы с пропускной способностью 80 ГБ / с и задержкой 1,25 нс на частоте 4 ГГц.[2] Механизм обработки в каждой плитке содержит два независимых 9-ступенчатых трубопровод, одинарная точность с плавающей запятой блоки мультиплиаккумулятора (FPMAC), 3 КБ памяти одноцикловых инструкций и 2 КБ памяти данных.[3] Каждый блок FPMAC способен выполнять 2 операции с плавающей запятой одинарной точности на цикл. Таким образом, каждая плитка имеет расчетную пиковую производительность 16 GFLOPS при стандартной конфигурации 4 ГГц. 96-битный очень длинное командное слово (VLIW) кодирует до восьми операций за цикл.[3] Настраиваемый набор инструкций включает инструкции для отправки и приема пакетов в / из сети микросхемы, а также инструкции для сна и пробуждения конкретной плитки.[4] Под каждой плиткой по 256 КБ SRAM модуль (кодовое название Фрейя) был 3D сложено, таким образом приближая память к процессору, чтобы увеличить общую пропускную способность памяти до 1 ТБ / с за счет более высокой стоимости, термической нагрузки и задержки, а также небольшой общей емкости в 20 МБ.[7] Сеть Polaris продемонстрировала пропускную способность 1,6 Тбит / с на частоте 3,16 ГГц и 2,92 Тбит / с на частоте 5,67 ГГц.[8]

Тайловая диаграмма Teraflops Research Chip.

Другие характерные особенности микросхемы Teraflops Research включают в себя детальное управление питанием с 21 независимой областью ожидания на плитке и динамический режим ожидания плитки, а также очень высокую энергоэффективность с теоретическим пиковым значением 27 Гфлопс / Вт при 0,6 В и фактическим 19,4 Гфлопс / Вт для трафарет на 0,75 В.[4][9]

Типы инструкций и их задержка[4]
Тип инструкцииЗадержка (циклы)
FPMAC9
ЗАГРУЗИТЬ / ХРАНИТЬ2
ОТПРАВИТЬ / ПОЛУЧИТЬ2
Прыжок / ветвь1
STALL / WFD?
СОН / ПРОБУЖДЕНИЕ6
Производительность приложений Teraflops Research Chip[nb 2][4]
Заявление считатьАктивные плитки
Трафарет358 тыс.1.0073.3%80
SGEMM:

Умножение матриц

2,63 млн0.5137.5%80
Таблица64,2 тыс.0.4533.2%80
2D БПФ196 тыс.0.022.73%64
Экспериментальные результаты чипа Teraflops Research Chip[№ 3]
[№ 4][№ 5]Мощность[№ 6]Источник
0,60 В1.0 ГГц0,32 терафлопс11 Вт110 ° С[2]
0,675 В1.0 ГГц0,32 терафлопс15,6 Вт80 ° С[4]
0,70 В1,5 ГГц0,48 терафлопс25 Вт110 ° С[2]
0,70 В1,35 ГГц0.43 TFLOPS18 W80 ° С[4]
0,75 В1,6 ГГц0.51 TFLOPS21 W80 ° С[4]
0,80 В2,1 ГГц0,67 терафлопс42 Вт110 ° С[2]
0,80 В2,0 ГГц0.64 TFLOPS26 Вт80 ° С[4]
0,85 В2,4 ГГц0.77 TFLOPS32 W80 ° С[4]
0,90 В2,6 ГГц0,83 терафлопс70 Вт110 ° С[2]
0,90 В2,85 ГГц0.91 TFLOPS45 W80 ° С[4]
0,95 В3,16 ГГц1,0 терафлопс62 Вт80 ° С[4]
1,00 В3,13 ГГц1,0 терафлопс98 Вт110 ° С[2]
1,00 В3,8 ГГц1.22 TFLOPS78 Вт80 ° С[4]
1,05 В4,2 ГГц1.34 TFLOPS82 W80 ° С[4]
1,10 В3,5 ГГц1,12 терафлопс135 Вт110 ° С[2]
1,10 В4,5 ГГц1.44 TFLOPS105 W80 ° С[4]
1,15 В4,8 ГГц1.54 TFLOPS128 W80 ° С[4]
1,20 В4,0 ГГц1,28 терафлопс181 Вт110 ° С[2]
1,20 В5,1 ГГц1,63 терафлопс152 Вт80 ° С[4]
1,25 В5,3 ГГц1.70 TFLOPS165 W80 ° С[4]
1,30 В4,4 ГГц1,39 терафлопс?110 ° С[2]
1,30 В5.5 ГГц1.76 TFLOPS210 W80 ° С[4]
1,35 В5,67 ГГц1,81 терафлопс230 Вт80 ° С[4]
1,40 В4,8 ГГц1,52 терафлопс?110 ° С[2]

вопросы

Корпорация Intel стремилась помочь в разработке программного обеспечения для новой экзотической архитектуры, создав новую модель программирования, специально для чипа, называется Ct. Модель так и не получила того, на что надеялась Intel, и в конечном итоге была включена в Строительные блоки Intel Array, ныне несуществующая библиотека C ++.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Хотя позже Intel показала, что процессор работает на частоте 5,67 ГГц.
  2. ^ На 1,07 В и 4,27 ГГц.
  3. ^ Все измерения показывают производительность при всех активных 80 ядрах.
  4. ^ Значительно более высокие частоты при тех же напряжениях (по сравнению с первоначальным отчетом ISSCC) были достигнуты в 2008 году с использованием специального решения для охлаждения.
  5. ^ Значения, выделенные курсивом, экстраполированы , где максимальная частота была извлечена вручную из графиков и, таким образом, носит приблизительный характер.
  6. ^ Значения, выделенные курсивом, были вручную извлечены из графиков и поэтому являются приблизительными по своему характеру.

Рекомендации

  1. ^ Корпорация Intel. «Исследовательский чип Teraflops». В архиве из оригинала от 22 июля 2010 г.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л Вангал, Шрирам; Ховард, Джейсон; Рул, Грегори; Дигхе, Саураб; Уилсон, Ховард; Чанц, Джеймс; Финан, Дэвид; Айер, Прия; Сингх, Арвинд; Джейкоб, Тиху; Джайн, Шайлендра (2007). "80-элементная сеть на кристалле 1,28TFLOPS в 65-нм CMOS". 2007 Международная конференция по твердотельным схемам IEEE. Сборник технических статей: 98–589. Дои:10.1109 / ISSCC.2007.373606.
  3. ^ а б c d Пэ Ли-Шиуань; Кеклер, Стивен В .; Вангал, Шрирам (2009), Кеклер, Стивен В .; Олукотун, Кунле; Хофсти, Х. Питер (ред.), «Внутристиповые сети для многоядерных систем», Многоядерные процессоры и системы, Springer US, стр. 35–71, Дои:10.1007/978-1-4419-0263-4_2, ISBN 978-1-4419-0262-7, получено 2020-05-14
  4. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты Vangal, S.R .; Howard, J .; Ruhl, G .; Dighe, S .; Wilson, H .; Tschanz, J .; Финан, Д .; Сингх, А .; Джейкоб, Т .; Jain, S .; Эррагунтла, В. (2008). "80-элементный процессор TeraFLOPS мощностью менее 100 Вт в 65-нм CMOS". Журнал IEEE по твердотельным схемам. 43 (1): 29–41. Дои:10.1109 / JSSC.2007.910957. ISSN 0018-9200.
  5. ^ «Intel разрабатывает исследовательские чипы Tera-Scale». Выпуск новостей Intel. 2006.
  6. ^ Корпорация Intel (11 февраля 2007 г.). "Эра Tera продвижений Intel Research'". Пресс-центр Intel. В архиве из оригинала от 13 апреля 2009 г.
  7. ^ Баутиста, Джерри (2008). «Проблемы тера-масштабных вычислений и межсоединений - соображения по 3D-стекам». 2008 IEEE Hot Chips 20 симпозиум (HCS). Стэнфорд, Калифорния, США: IEEE: 1–34. Дои:10.1109 / HOTCHIPS.2008.7476514. ISBN 978-1-4673-8871-9.
  8. ^ Исследовательский чип Intel Teraflops Research (PDF). Корпорация Intel. 2007. В архиве (PDF) с оригинала 18 февраля 2020 г.
  9. ^ Fossum, Tryggve (2007). High End MPSOC - персональный суперкомпьютер (PDF). Конференция MPSoC 2007. стр. 6.CS1 maint: location (связь)