Çin Bilimler Akademisi Bilgisayar Teknolojisi Enstitüsü’nden bilim insanları, gelişmiş bir 256 çekirdekli çoklu yongayı tanıttı ve tasarımı, tüm levhayı tek bir hesaplama cihazı olarak kullanan 1.600 çekirdekli yongalara kadar ölçeklendirmeyi planlıyor.
Her yeni nesil yongayla transistör yoğunluğunu artırmak giderek zorlaşıyor; bu nedenle yonga üreticileri, işlemcilerinin performansını artırmanın mimari yenilikleri, daha büyük kalıp boyutlarını, çoklu yonga tasarımlarını ve hatta levha ölçeğini içeren başka yollarını arıyor. cips. İkincisi şu ana kadar yalnızca Cerebras tarafından yönetildi, ancak görünen o ki Çinli geliştiriciler de onlara bakıyor. Görünen o ki, zaten 256 çekirdekli çoklu çipli bir tasarım oluşturdular ve büyük bir çip oluşturmak için tüm levhayı kullanarak levha ölçeğine gitmenin yollarını araştırıyorlar.
Çin Bilimler Akademisi Bilgisayar Teknolojileri Enstitüsü’nden bilim insanları, dergide yakın zamanda yayınlanan bir yayında Zhejiang Big Chip adı verilen gelişmiş 256 çekirdekli çok yongalı bilgi işlem kompleksini tanıttı. Temel araştırmatarafından bildirildiği üzere Sonraki Platform. Çoklu yonga tasarımı, her biri 16 RISC-V çekirdeği içeren ve yonga üzerinde ağ kullanılarak geleneksel simetrik çok işlemcili (SMP) şekilde birbirine bağlanan ve yongaların belleği paylaşabilmesini sağlayan 16 yongadan oluşur. Her chiplet, 2.5D aracı üzerinden komşu chipletlere bağlanmak için birden fazla die-to-die arayüzüne sahiptir ve CAS araştırmacıları, tasarımın 100 chiplete veya 1.600 çekirdeğe ölçeklenebileceğini söylüyor.
Zhejiang yongalarının, muhtemelen Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC) tarafından 22nm sınıfı bir süreç teknolojisiyle üretildiği bildiriliyor. Bir aracı kullanılarak birbirine bağlanan ve 22nm üretim düğümünde yapılan 1.600 çekirdekli bir düzeneğin ne kadar güç tüketeceğinden emin değiliz. Ancak The Next Platform’un işaret ettiği gibi, CAS’ın 1.600 çekirdekli yonga levha ölçeğinde bir yonga üretmesini engelleyen hiçbir şey yok; bu, azaltılmış gecikmeler nedeniyle güç tüketimini ve performansı büyük ölçüde optimize edecek.
Makalede litografi ve chiplet teknolojisinin sınırları araştırılıyor ve bu yeni mimarinin gelecekteki bilgi işlem ihtiyaçları için potansiyeli tartışılıyor. Araştırmacılar, AMD ve Intel’in bugün yaptığı gibi, çok yongalı tasarımların üst düzey süper bilgisayarlar için işlemciler oluşturmak amacıyla kullanılabileceğini belirtiyor.
Araştırmacılar, “Mevcut ve gelecekteki exascale bilgi işlem için, güçlü ve esnek bir çözüm olarak hiyerarşik chiplet mimarisini öngörüyoruz” diye yazdı. “Hiyerarşik yonga mimarisi, hiyerarşik ara bağlantıya sahip çok sayıda çekirdek ve çok sayıda yonga olarak tasarlandı. Çipletin içinde çekirdekler, ultra düşük gecikme süreli ara bağlantı kullanılarak iletişim kurarken, çipletler arası gelişmiş paketleme teknolojisinden yararlanan düşük gecikmeyle birbirine bağlanır; böylece çip üzerindeki gecikme ve bu tür yüksek ölçeklenebilirlik sistemindeki NUMA etkisi en aza indirilebilir. “
Bu arada CAS araştırmacıları, bu tür düzenekler için çok düzeyli bellek hiyerarşisinin kullanılmasını öneriyor; bu, bu tür aygıtların programlanmasında potansiyel olarak zorluklara neden olabilir.
“Bellek hiyerarşisi çekirdek belleği içerir [caches]Açıklamada şöyle yazıyor: “Bu üç seviyedeki bellek, bellek bant genişliği, gecikme, güç tüketimi ve maliyet açısından farklılık gösterir. Hiyerarşik chiplet mimarisine genel bakıldığında, birden fazla çekirdek çapraz anahtar aracılığıyla bağlanır ve bir önbelleği paylaşırlar. Bu, bir bölme yapısı oluşturur ve bölme, yonga içi ağ aracılığıyla birbirine bağlanır. Birden fazla bölme bir yonga oluşturur ve yonga, yongalar arası ağ aracılığıyla birbirine bağlanır ve ardından yonga dışı (let) belleğe bağlanır. Bu tür hiyerarşiden tam olarak yararlanmak için dikkatli bir tasarıma ihtiyaç vardır. Farklı bilgi işlem hiyerarşisinin iş yükünü dengelemek için bellek bant genişliğini makul bir şekilde kullanmak, chiplet sisteminin verimliliğini önemli ölçüde artırabilir. İletişim ağı kaynağının doğru şekilde tasarlanması, çipletin paylaşılan bellek görevini işbirliği içinde gerçekleştirmesini sağlayabilir.”
Big Chip tasarımı aynı zamanda optik-elektronik bilgi işlem, yakın belleğe bilgi işlem ve 3D yığın bellek gibi şeylerden de yararlanabilir. Ancak makale, bu teknolojilerin uygulanmasına ilişkin belirli ayrıntıları sağlamakta veya bu tür karmaşık sistemlerin tasarımında ve yapımında ortaya çıkabilecek zorlukları ele almakta yetersiz kalmaktadır.
Bu arada The Next Platform, CAS’ın 256 çekirdekli Zhejiang Big Chip çoklu yonga bilgi işlem kompleksini zaten kurduğunu varsayıyor. Şirket buradan yonga tasarımının performansını keşfedebilir ve ardından daha fazla sayıda çekirdeğe, farklı bellek sınıflarına ve yonga plakası ölçeğinde entegrasyona sahip paketlerdeki sistemlere ilişkin kararlar alabilir.