Il processore open source a 25 core può essere messo in un computer da 200.000 core

I ricercatori vogliono dare un processore open source a 25 core chiamato Piton qualcosa di serio.

Gli sviluppatori del chip della Princeton University hanno in mente un 200.000 core computer pieno di 8.000 chips Piton a 64 bit.

Non succederà presto, ma questo è uno dei possibili scenari d'uso per Piton. Il chip è progettato per essere flessibile e rapidamente scalabile e dovrà garantire la sincronizzazione della raccolta di core giganti durante l'elaborazione delle applicazioni in parallelo.

I dettagli sul Piton sono stati forniti alla conferenza Hot Chips questa settimana. L'obiettivo era progettare un chip che potesse essere utilizzato in grandi data center che gestiscono richieste di social networking, servizi di ricerca e cloud. Il tempo di risposta nei social network e nella ricerca è legato alla potenza dei server nei data center.

Piton è un raro processore open source basato sul design OpenSparc, che è una versione modificata del processore OpenSparc T1 di Oracle.

Molte CPU e architetture open-source sono già state progettate. Un'architettura notevole in fase di sviluppo è RISC-V, che viene utilizzata da SiFive per progettare un nuovo processore. Alcuni progetti di processori open source sono per divertimento. Ad esempio, Open Core Foundation sta cercando di fornire un design open source per il processore SH2, che era nella console di gioco Saturn di Sega del 1994.

Le aziende possono prendere i progetti open-source, modificarli e fabbricare chip nelle fabbriche. In alternativa, il chip può essere simulato mettendo la logica programmabile su FPGA (array di gate programmabili sul campo), che simuleranno quindi la funzionalità della CPU multi-core.

È interessante notare che i ricercatori hanno scelto SPARC come architettura di scelta per il suo design. SPARC è utilizzato da Oracle nei suoi server di fascia alta progettati per database, ma la popolarità dell'architettura sta calando. Fujitsu ha recentemente dichiarato di aver avviato SPARC a favore di ARM per server, in particolare per il supercomputer Post-K che verrà distribuito in Giappone nel 2020.

Un chip Piton ha 25 core suddivisi in cinque righe, una topologia ampiamente denominata un disegno a maglia. Ogni core opera a 1 GHz. Chip multipli in un array possono essere collegati in cascata a un "bridge" che si trova sulla parte superiore della struttura del chip. Il bridge collega anche il chip alla DRAM e all'archiviazione.

Il design della mesh non è una nuova idea in quanto è stato utilizzato in chip di aziende come Tilera, che ora fa parte di Mellanox. Ma ciò che è unico in Piton è la cache distribuita ei collegamenti unidirezionali che collegano tutti i core in un server di grandi dimensioni. I core condividono anche la memoria.

Ogni core ha 64 KB di cache L2, per un totale di 1,6 MB per il chip. Un mini-router in ogni core facilita la comunicazione veloce con altri core. Ogni core ha anche un'unità a virgola mobile, principalmente per il calcolo parallelo su larga scala.

Il numero di core nelle CPU sta aumentando, specialmente nei chip server e di gioco, per fornire più potenza di calcolo. I prossimi chip basati su Zen di AMD avranno fino a 32 core, mentre gli ultimi chip server Xeon E7 di Intel hanno fino a 24 core.

I ricercatori di Princeton affermano che Piton è il più grande chip nel mondo accademico. Tale affermazione non può essere basata sul numero di core nel chip. Un chip di 1.000 core chiamato KiloCore è stato progettato dai ricercatori del VLSI Computing Lab dell'Università della California, Davis.

Ma i 460 milioni di transistor potrebbero rendere Piton il più grande chip sviluppato dalle dimensioni del mondo accademico. È piccolo se paragonato al server più robusto di oggi e ai chip di gioco con miliardi di transistor. I ricercatori hanno fabbricato Piton usando il processo a 32 nanometri di IBM.