Створено перший універсальний процесор більш ніж на 1000 ядер

Esperanto, заснована Дейвом Дітцелем, який стояв біля витоків чипмейкера Transmeta, представила процесор ET-SoC-1 з більш ніж 1 тис. ядер RISC-V. Охрещений творцями «суперкомп’ютером на кристалі» чіп, в першу чергу розрахований на специфічні навантаження в області штучного інтелекту і машинного навчання, але, як стверджують розробники, впорається і з будь-якими іншими серверними завданнями.

«Суперкомп’ютер на кристалі»

Американський стартап Esperanto випустив універсальний процесор з більш ніж 1 тис. ядер. 64-розрядна мікросхема, що носить назву ET-SoC-1 базується на відкритій архітектурі RISC-V, відрізняється наднизьким енергоспоживанням і призначена для робочих навантажень в сфері паралельних обчислень. Розробники називають своє дітище не інакше як «суперкомп’ютер на кристалі» і «найбільш високопродуктивний комерційний процесор RISC-V».

У Esperanto підкреслюють, що їх «суперкомп’ютер на чіпі» підходить для будь-яких видів робочих навантажень, а не тільки для прискорення ШІ завдяки наявності ядер загального призначення.

Рівень енергоспоживання процесора, за заявою розробників, в середньому становить 20 Вт, але в залежності від навантажень може варіюватися від 10 до 60 Вт.

Шість процесорів Esperanto ET-SoC-1 в модулі розширення OCP Glacier Point v2

Esperanto ET-SoC-1 випускається на базі потужностей тайванської TSMC з використанням 7-нанометрового технологічного процесу.

В кінці 2021 р Esperanto планує запустити програму раннього доступу, в рамках якої замовники отримають можливість випробувати ET-SoC-1.

Компанія Esperanto була заснована Дейвом Дітцелем (Dave Ditzel) в 2014 р. Дітцель відомий також як співзасновник американського чіпмейкера Transmeta, який нині припинив існування. За час свого існування з 1995 по 2008 р. Transmeta встигла випустити два процесори – Crusoe і Efficeon (VLIW-архітектура) – відрізнялися низьким споживанням енергії і малим тепловиділенням.

Особливості чіпа ET-SoC-1

На кристалі площею 570 мм2 (при розмірі упаковки 45х45 мм) творці розмістили 24 млрд транзисторів. Вони, зокрема, формують два кластери ядер – ET-Minion і ET-Maxion – і один сервісний процесор. Чіп налічує тисячу вісімдесят вісім «малих» енергоефективних кастомних ядер ET-Minion, які спроектовані для роботи в паралельному режимі. На додаток до них розробниками передбачено чотири «великих» високопродуктивних ядра ET-Maxion. Кластер «малих» ядер, використовується при виконанні інструкцій по порядку (in-order execution), «великих» – для позачергового виконання (out-of-order execution).

Кожне ядро ​​ET-Minion забезпечено власним блоком векторних і тензорних операцій, які допомагають у вирішенні завдань в сфері штучного інтелекту (зокрема, в роботі рекомендаційних систем, заснованих на машинному навчанні), а також підтримують одночасну багатопотоковість (SMT, Simultaneous multithreading). Робоча частота 64-бітних RISC-V-ядер ET-Minion лежить в діапазоні 0,3-2 ГГц.

Основні факти про ET-SoC-1

Універсальні ядра ET-Maxion «розуміють» інструкції RISC-V RV64GC і можуть працювати незалежно від масиву «малих» ядер в діапазоні від 0,5-2 ГГц.

Крім 1093 ядер RISC-V, чіп Esperanto ET-SoC-1 несе 160 МБ пам’яті типу SRAM, обсяг якої розподілений між кешем першого і другого рівнів, а також надоперативною (scratchpad) пам’яттю. Заявлена ​​підтримка інтерфейсу PCIe x8 Gen4, чотирьох каналів оперативної пам’яті LPDDR4x і безпечного завантаження.

Безглузда універсальність

На думку фахівців профільного порталу Tom’s Hardware, незважаючи на всі запевнення в універсальності продукту з боку Esperanto, ET-SoC-1 все ж виглядає, скоріше, як кастомний чіп для вирішення завдань в області ШІ. Наявність чотирьох високопродуктивних ядер в даній конфігурації не роблять погоди і навряд чи зможуть скласти конкуренцію сучасним рішенням Intel, AMD і, ймовірно, навіть Arm – продуктивність ET-Maxion знаходиться приблизно на рівні Arm-A72.

Кілька слів про RISC-V

Архітектура набору команд RISC-V з відкритим вихідним кодом має високу привабливість за рахунок відсутності ліцензійних платежів, традиційних при використанні більшості інших процесорних архітектур, в тому числі ARM.

Підтримка і розвиток RISC-V здійснюється некомерційною організацією RISC-V International, в яку входять понад 1 тис. членів в 50 країнах. Процесори RISC-V широко застосовуються в мікроконтролерах. Наприклад, компанія Western Digital щорічно поставляє більше 2 млрд контролерів RISC-V в своїх накопичувачах.

Нагадаємо, що корпорація Intel зацікавлена в покупці SiFive, виробника чіпів на відкритій архітектурі RISC-V, за $ 2 млрд.

Найбільший і найпотужніший процесор в світі

Незважаючи на значну кількість ядер, розробка Esperanto за цим показником поступається продукту американської Cerebras Systems.

Випущений в квітні 2021 р. ШІ-процесор Wafer Scale Engine 2 (WSE-2) містить 850 тис. програмованих ядер, оптимізованих для обчислень у векторному просторі, а об’єм вбудованої пам’яті SRAM досягає 40 ГБ. Ядра працюють на частоті в діапазоні 2,5-3 ГГц. У WSE-2 пропускна здатність пам’яті становить 20 ПБ / сек. Розміри чіпа складають 220х220 мм.

Cerebras обіцяла вивести процесор на ринок в III кварталі 2021 р. Випускати його, як і ET-SoC-1, повинна TMSC по 7-нанометровому техпроцесі.