Adapteva - Adapteva

Adapteva je báječný polovodič společnost se zaměřením na nízkou spotřebu mnoho jádra mikroprocesor design. Společnost byla druhou společností, která oznámila design s 1 000 specializovanými zpracovatelskými jádry na jednom integrovaný obvod.^[1][2]

Společnost Adapteva byla založena v roce 2008 s cílem přinést desetinásobný pokrok v roce plovoucí bod výkon na watt pro trh mobilních zařízení. Produkty jsou založeny na vícejádrovém systému Epiphany vícenásobná instrukce, více dat (MIMD) architektura a její Parallella Kickstarter projekt propagující „superpočítač pro každého“ v září 2012. Název společnosti je kombinací „adaptovat“ a hebrejského slova „Teva“, což znamená příroda.

Dějiny

Společnost Adapteva byla založena v březnu 2008 Andreasem Olofssonem. Společnost byla založena s cílem přinést 10 × pokrok v plovoucí bod zpracovává se energetická účinnost pro mobilní zařízení trh. V květnu 2009 měl Olofsson prototyp nového typu masivně paralelní vícejádrový počítačová architektura. Počáteční prototyp byl implementován v 65 nm a měl 16 nezávislých mikroprocesorových jader. Původní prototypy umožnily společnosti Adapteva zajistit financování v řadě A ve výši 1,5 milionu USD od společnosti BittWare, společnosti z Concord, New Hampshire, v říjnu 2009.^[3]

První komerční čipový produkt společnosti Adapteva zahájil vzorkování zákazníků na začátku května 2011 a brzy poté oznámili schopnost vložit až 4 096 jader na jeden čip.

The Epiphany III, bylo oznámeno v říjnu 2011 pomocí 28 nm a 65 nm výrobních procesů.

produkty

Hlavní skupinou produktů Adaptevy je škálovatelné vícejádrové zařízení Epiphany MIMD architektura. Architektura Epiphany mohla pojmout čipy až s 4096 RISC mimo provoz mikroprocesory, všichni sdílejí jeden 32-bit plochý paměťový prostor. Každý procesor RISC v architektuře Epiphany je superskalární s 64 × 32 bitů jednotný registrační soubor (celé číslo nebo jednoduchá přesnost ) mikroprocesor pracující až do 1GHz a schopný 2GFLOPS (jednoduchá přesnost). Procesory RISC společnosti Epiphany používají zvyk architektura sady instrukcí (ISA) optimalizováno pro jednoduchá plovoucí desetinná čárka,^[4] ale jsou programovatelné na vysoké úrovni ANSI C. pomocí standardu GNU-GCC řetěz nástrojů. Každý procesor RISC (v aktuálních implementacích; není opraven v architektuře) má 32KB místní paměti. V tom by měl být kód (případně duplikovaný v každém jádru) a prostor zásobníku lokální paměť; navíc (většina) dočasných dat by se tam měla hodit pro plnou rychlost. Data mohou být také použita z místní paměti jiných procesorových jader při rychlostním trestu nebo z RAM mimo čip s mnohem větším rychlostním trestem.

Architektura paměti nepoužívá explicitní hierarchii hardwarové mezipaměti, podobně jako Sony / Toshiba / IBM Mobilní procesor, ale s další výhodou podporovaných načítání a ukládání mimo čipy a mezilehlé paměti (což zjednodušuje přenos softwaru do architektury). Jedná se o hardwarovou implementaci rozdělený globální adresní prostor.^{[Citace je zapotřebí ]}

To eliminovalo potřebu komplexu soudržnost mezipaměti hardware, který klade praktický limit na počet jader v tradiční vícejádrový systém. Návrh umožňuje programátorovi využít větší znalosti nezávislých vzorců přístupu k datům, aby se zabránilo runtime nákladům na to. Všechny uzly procesoru jsou propojeny prostřednictvím a síť na čipu, umožňující efektivní předávání zpráv.^[5]

Škálovatelnost

Architektura je navržena tak, aby byla téměř neomezeně škálovatelná se 4 e-odkazy což umožňuje kombinovat více čipů v topologii mřížky, což umožňuje systémy s tisíci jádry.

Vícejádrové koprocesory

16jádrový čip Adapteva Epiphany, E16G301, z jednodeskového počítače Parallella

Dne 19. srpna 2012 zveřejnila společnost Adapteva některé specifikace a informace o vícejádrových koprocesorech společnosti Epiphany.^[6]

V září 2012 byla pomocí 65 nm vyrobena 16jádrová verze Epiphany-III (E16G301)^[9] (11,5 mm², 500 MHz čip^[10]) a technické vzorky 64jádrového Epiphany-IV (E64G401) byly vyrobeny za použití 28 nm GlobalFoundries proces (800 MHz).^[11]

Mezi primární trhy vícejádrové architektury Epiphany patří:

• Chytrý telefon aplikace jako reálný čas Rozpoznávání obličeje, rozpoznávání řeči, překlad, a rozšířená realita.
• Další generace superpočítače vyžadující drasticky lepší energetickou účinnost, aby systémy mohly být škálovány na exaflop výpočetní úrovně.
• Plovoucí bod zrychlení v vestavěné systémy na základě pole programovatelné brány architektury.

Projekt Parallella

Jednodeskový počítač Parallella s 16jádrovým čipem Epiphany a ZGAQ-7010 FPGA

V září 2012 zahájila společnost Adapteva projekt Parallella Kickstarter, který byl uváděn na trh jako „Superpočítač pro každého„Referenční manuály architektury pro platformu byly zveřejněny jako součást kampaně, aby přilákaly pozornost projektu.^[12] Cíle financování ve výši 750 000 USD bylo dosaženo za měsíc s minimálním příspěvkem 99 USD, který opravňuje podporovatele k získání jednoho zařízení; ačkoli počáteční termín byl stanoven na květen 2013, první jednodeskové počítače s 16jádrovým čipem Epiphany byly nakonec dodány v prosinci 2013.^[13]

Velikost desky je plánována na 86 mm × 53 mm (3,4 palce × 2,1 palce).^[14][15][16]

Kampaň Kickstarter získala 898 921 USD.^[17][18] Zvýšení cíle o 3 miliony USD bylo neúspěšné, takže nebude sériově vyráběna žádná 64jádrová verze Parallella.^[19] Uživatelé Kickstarteru, kteří darovali více než 750 USD, získají variantu „parallella-64“ se 64jádrovým koprocesorem (vyrobenou z výroba prototypů s výtěžkem 50 čipů na destičku).^[20]

Epiphany V

Do roku 2016 společnost měla vylepený 1024-jádro 64-bit varianta jejich architektury Epiphany, která se vyznačovala: větší místní obchody (64 KB), 64bitové adresování, dvojitá přesnost s plovoucí desetinnou čárkou aritmetické nebo SIMD instrukce s jednou přesností a 64bitové celé číslo implementované v 16 nm procesní uzel.^[21] Tento design zahrnoval vylepšení sady instrukcí zaměřené na hluboké učení a kryptografie aplikace. V červenci 2017 se zakladatelem společnosti Adapteva stal DARPA MTO programový manažer^[22] a oznámil, že Epiphany V je „nepravděpodobné“, že bude dostupný jako komerční produkt.^[23]

Výkon

The neutralita této části je sporný. Relevantní diskuse je k dispozici na internetu diskusní stránka. Tuto zprávu prosím neodstraňujte, dokud podmínky jsou splněny. (Červen 2016) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Joel Hruska z ExtremeTech měl následující názor na 64jádrový projekt Parallella, před 1024jádrovým designem: „Adapteva drasticky předprodává to, co může Epiphany IV skutečně dodat. 16–64 drobných jader s malým množstvím paměti, bez místních mezipamětí a relativně nízká rychlost hodin může být v některých pracovních zátěžích stále užitečná, ale přispěvatelé nekupují superpočítač - kupují si v reálném světě ekvivalent samouzavíracího dříku. “^[24]

Kritika, kterou čipy Epiphany nemohou poskytnout ani zdaleka výkonu moderních superpočítačů, je přesto správná: čipy Epiphany s 16 jádry nebo 64 jádry a C. 25 nebo 100 GFLOP v jediné přesnosti, neodpovídá ani výkonu s pohyblivou řádovou čárkou moderních procesorů stolních počítačů (Core i7-4770K (Haswell), 4 × jádra @ 3,5 GHz AVX2: 177 GFLOPS,^[25] dvojitá přesnost) - skutečnost, kterou uznává Adapteva.^{[Citace je zapotřebí ]}

Nejnovější desky Parallella s čipy E16 Epiphany^[26] lze porovnat s mnoha historickými superpočítači, pokud jde o hrubý výkon (jen jako příklad, Cray 1 - první superpočítač jako takový - měl špičkový výkon 80MFLOPS v roce 1976 a jeho nástupce Cray 2 měl nejvyšší výkon 1,9 GFLOPS v roce 1985) a lze jej určitě použít pro vývoj paralelního kódu. Architektonické podobnosti se superpočítači (předávání zpráv a NUMA ) dělají z Parallelly potenciálně užitečný vývojový systém ve srovnání s tradičními stroji SMP.^{[Citace je zapotřebí ]}

Jedná se o to pro výkonovou obálku 5 W a ve smyslu GFLOPS / mm² prostoru čipů umí současné čipy E16 Epiphany poskytnout mnohem vyšší výkon než cokoli jiného, ​​co je dosud k dispozici^{[když? ]}, s architekturou navrženou v měřítku a použitelnou nejen pro trapně paralelní Úkoly GPU.^{[Citace je zapotřebí ]} (např. bude schopen provozovat herec model s mnoha souběžnými, zcela nezávislými státy). Je také vhodný pro úkoly podobné DSP, kde lze data přivádět přímo na čip (z FPGA nebo jiného ASIC), aniž byste museli vytvářet vyrovnávací paměti v dočasné paměti jako u GPU), což je ideální pro robotiku a další aplikace inteligentních senzorů. Architektura také umožňuje kombinovat paralelní desky do klastru s rychlým propojením mezi čipy 'eMesh', čímž se rozšiřuje logická mřížka jader (vytváří téměř neomezený potenciál škálování).^{[Citace je zapotřebí ]}

16jádrový Parallella má zhruba 5,0 GFLOPs / W a 64jádrový Epiphany-IV vyrobený s 28 nm odhadovaný na 50 GFLOPs / W (s jednou přesností),^[27] a 32-deskový systém na nich založený má 15 GFLOPS / W.^[28] Pro srovnání, špičkové GPU od AMD a Nvidia dosáhly v časovém rámci 2009–2011 10 GFLOPs / W pro jednu přesnost.^[29]

Viz také

• Asynchronní pole jednoduchých procesorů
• SW26010 - čínský design s podobnou architekturou použitou v EU Sunway TaihuLight superpočítač
• Jednotka zpracování obrazu - třída procesoru s významnými překrývajícími se funkcemi

Reference

Další čtení

• Linley Gwennap, Adapteva: Více propadáků, méně wattů. Epiphany nabízí akcelerátor s pohyblivou řádovou čárkou pro mobilní procesory. // Zpráva mikroprocesoru, Červen 2011

externí odkazy

• Oficiální webové stránky
• Specifikace Parallella