Китайский микропроцессор выигрывает пальму первенства в области эффективности использования энергии
Суперкомпьютер Dawning 6000, который китайские специалисты собираются представить в третьей четверти 2011 года, будет иметь нечто особенное под своим "капотом". В отличие от его предшественников, в которых были использованы микропроцессоры американского происхождения, новый суперкомпьютер будет использовать собственный высокопроизводительный китайский процессор Godson-3B. С пиковой тактовой частотой в 1.05 ГГц, Godson-3B медленней, чем его конкуренты, которые работают на частотах, приближающихся к 5 ГГц, но новый микропроцессор Godson-3B бьет все мыслимые и немыслимые рекорды по эффективности использования энергии. Процессор может выполнить 128 миллионов операций с плавающей запятой в секунду, используя всего 40 Ватт энергии.
Процессор Godson-3B имеет необычную для микропроцессоров сетевую архитектуру, с помощью которой сообщения и данные передаются между разными вычислительными ядрами. Процессоры компаний Intel и IBM в большинстве случаев имеют кольцевую структуру, в которой данные передаются по кольцу от одного ядра к другому, напоминая катание на карусели. В процессоре Godson-3B ядра объединены в две группы по четыре ядра, соединенные между собой шлюзом. Процессоры одной группы имеют прямые подключения друг к другу и к шлюзу. Главный проектировщик этого процессора, Веиву Ху из Китайской Академии Наук в Пекине, считает, что на такую архитектуру следует делать ставку в разработке будущих высокопроизводительных китайских процессоров.
Работа классической кольцевой архитектуры напоминает поездку в одну сторону по кольцевой линии метро. Если требуется передать данные на "станцию", которую только что проехали, требуется провезти эти данные через все узлы кольцевой линии. Нетяжело себе представить, как это накладно как с точки производительности, так и с точки зрения энергопотребления. Архитектура процессора Godson-3B больше всего напоминает перекрещивающиеся городские улицы. Таким образом, для передачи данных от одного узла к другому всегда используется минимальное число транзитных переходов, что позволяет достичь невероятной энергетической эффективности.
Разработчики Godson-3B, проведя испытания первых образцов процессора, поняли, на какую золотую жилу им удалось наткнуться. Ведь ничего не мешает добавлять в такую архитектуру новые дополнительные вычислительные ядра и организовывать дополнительные шлюзы, повышая производительность процессора и оставляя показатели энергетической эффективности на прежнем уровне. Конечно, бесконечно увеличивать количество ядер в одной группе процессора можно тоже не до бесконечности, при превышении некоторого количества и в такой архитектуре возникают трудности и проблемы. Именно поэтому в своем новом, 16-ядерном микропроцессоре Godson-3C, разработка которого ведется в настоящее время, будет использована классическая кольцевая структура, только узлами кольца будут не простые вычислительные ядра, а группы из четырех ядер, подобные группам, использованным в микропроцессоре Godson-3B.
Советуем к прочтению:
Лекарство от популярности продуктов Apple