Tendencias | Noticias | 24 AGO 2016

El chip Princeton Piton de 25 núcleos es escalable para crear ordenadores con 200.000 'cores'

Tags: Chip
Los investigadores de la Universidad estudian futuras arquitecturas de computación y sistemas de software que aprovechen en mejor medida los recursos de los centros de datos y entornos Cloud. El chip es de 64 bits con arquitectura OpenSPARC.
Princeton Piton chip
Agam Shah, IDG News Service

Un grupo de investigadores de la Universidad de Princeton pretende explotar las posibilidades que ofrece el procesador de 25 núcleos Open Source conocido como Piton. Los desarrolladores del chip tienen en mente la creación de un ordenador que constará de 200.000 núcleos o core, utilizando para ello 8.000 chips Piton de 64 bits.

El chip está diseñado para ser utilizado en configuraciones escalables, garantizando la tramitación y demanda de solicitudes en paralelo. Basado en diseño OpenSPARC, el procesador de 25 núcleos puede mejorar la eficiencia de los grandes centros de datos que actualmente manejan gran cantidad de información relacionada con redes sociales y búsquedas en la nube. El tiempo de respuesta de estos servicios suele estar muy ligada a la potencia de los servidores que forman parte de las configuraciones de los equipos en los centros de datos.

Piton es un procesador de código abierto basado en el diseño OpenSPARC, una versión modificada del procesador OpenSPARC T1 de Oracle. De hecho, son muchas las CPUs y arquitecturas de código abierto que están siendo diseñadas. Una arquitectura destacable en fase de desarrollo es RISC-V, la cual está siendo utilizara por SiFive para diseñar un nuevo tipo de procesador. Algunos diseños de procesadores de código abierto están orientados a entornos de juegos o entretenimiento. Es el caso del procesador SH2, en pruebas por parte de la Open Core Foundation, el cual fue utilizado en la consola de videojuegos Sega Saturn de 1994. Las empresas pueden aprovechar su potencial, reuniéndolos en matrices programables del tipo FPGA, las cuales imitan la funcionalidad de la CPU de múltiples núcleos. Los investigadores han elegido la arquitectura SPARC, utilizada por Oracle en sus servidores de alto rendimiento que son diseñados para operar con bases de datos, a pesar de que la popularidad de dicha arquitectura está decayendo. Fujitsu es otro de los grandes fabricantes que recientemente renunciaba a SPARC para pasarse a los servidores con chip ARM, concretamente para el superordenador Post-K que será desplegado en Japón en el año 2020.

El chip de Piton cuenta con 25 núcleos dispuestos en cinco líneas, una topología ampliamente conocida con un diseño tipo malla. Cada núcleo funciona a una velocidad de 1 GHz de manera que diversos chips de una matriz pueden ser interconectados en cadena mediante el elemento “puente” que también hace de enlace con el chip de memoria DRAM y con el sistema de almacenamiento.

El diseño de malla ya se ha venido utilizando en los chips de compañías como Tilera, que ahora forma parte de Mellanox. Lo que hace Piton especial es el uso de memoria caché distribuida, así como los enlaces unidireccionales entre los núcleos para compartir dicha memoria. De hecho, cada núcleo cuenta con 64 GB de memoria caché L2, con un total de 1,6 MB por cada chip. Cada núcleo cuenta además con una unidad de coma flotante que facilita la computación en paralelo a gran escala.

Esto es lo que permite incrementar el número de núcleos de la CPU enlazados, proporcionando mayor potencia de computación en determinados entornos. Por citar algún ejemplo que lo ilustre, los próximos chips de AMD denominados Zen van a contar con 32 núcleos en su interior, mientras que los chips de servidores Xeon E7 de Intel tienen actualmente 24 núcleos en su interior.

Los investigadores de la Universidad de Princeton afirman que Piton será el chip más grande dentro del mundo académico, dado que otro chip conocido como KiloCore ha sido diseñado ya por investigadores del Laboratorio de Computación VLSI de la Universidad de California, consiguiendo albergar 1.000 núcleos en su interior. Los investigadores de Princeton fabricaron Piton utilizando el proceso de fabricación de 32 nanómetros de IBM, con más de 460 millones de transistores albergados en su interior. 

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