Китай планирует выпускать мощнейшие 1600-ядерные чипы: чего уже добились инженеры

Ученые из Института вычислительных технологий Китайской академии наук представили усовершенствованный 256-ядерный чипсет и планируют масштабировать его до 1600 ядер, что сделает возможным использование всей пластины в качестве одного вычислительного устройства. Об этом сообщает сайт Tom's Hardware.

На данный момент только американская компания Cerebras смогла создать многокристальную конструкцию, позволяющую использовать всю кремниевую пластину целиком как один большой чип. Но в Китае тоже заинтересованы в разработке такой технологии. Так, недавно Институт вычислительных технологий Китайской академии наук презентовал усовершенствованный 256-ядерный многочиплетный вычислительный комплекс под названием Zhejiang Big Chip.

Его конструкция состоит из 16 чиплетов, содержащих по 16 ядер RISC-V каждый и соединенных друг с другом обычным симметричным многопроцессорным способом (SMP) с использованием сети на кристалле, чтобы чиплеты могли совместно использовать память. Каждый чиплет имеет несколько межкристальных интерфейсов для подключения к соседним чиплетам через 2,5D-интерпозер. Исследователи говорят, что их конструкция масштабируется до 100 чиплетов, что эквивалентно 1600 ядрам.

Сообщается, что чипсеты Zhejiang производятся по технологическому процессу класса 22 нм компанией Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC).

"Мы не знаем, сколько энергии будет потреблять такая 1600-ядерная сборка, однако ученые могут оптимизировать энергопотребление и производительность за счет уменьшения задержек", — говорится в материале.

Исследователи отмечают, что многочиплетные конструкции могут быть использованы для создания процессоров для экзафлопсных суперкомпьютеров, чем сегодня занимаются AMD и Intel. Между тем исследователи из Китая предлагают использовать для таких сборок многоуровневую иерархию памяти, что потенциально может вызвать трудности с программированием таких устройств.

"Иерархия памяти включает основную память [кэши], встроенную и внечиплетную память, — говорится в описании. — Память этих трех уровней различается по пропускной способности, задержке, энергопотреблению и стоимости. В обзоре архитектуры иерархического чиплета несколько ядер соединяются через перекрестный коммутатор и используют общий кэш. Это формирует структуру модуля и Модуль соединен между собой через сеть внутри чиплета. Несколько модулей образуют чиплет, и чиплет соединяются между собой через сеть между чиплетами, а затем подключается к внешней (let) памяти. Чтобы в полной мере использовать такую иерархию, необходима тщательная разработка. "Разумное использование пропускной способности памяти для балансировки рабочей нагрузки различных вычислительных иерархий может значительно повысить эффективность системы чиплетов. Правильное проектирование ресурсов сети связи может гарантировать совместное выполнение чиплетами задач с общей памятью".

Конструкция Big Chip также может использовать преимущества таких вещей, как оптико-электронные вычисления, вычисления с близкой памятью и трехмерную многоуровневую память. Однако в документе не приводятся конкретные подробности реализации этих технологий или решения проблем, которые они могут создать при проектировании и создании таких сложных систем.

Сайт The Next Platform предполагает, что Китайская академия наук уже создала свой 256-ядерный мультичиповый вычислительный комплекс Zhejiang Big Chip. Отсюда компания может изучить производительность конструкции своего чиплета, а затем решить, стоит ли создавать систему с большим количеством ядер, различными классами памяти и интеграцией в масштабе пластины.

Другие исследователи из Канады недавно опровергли, что в Китай научились делать процессоры по 5-нанометровому техпроцессу. Как оказалось, чипы HiSilicon Kirin 9006C, которыми оснащены ноутбуки Huawei, печатают на Тайване.