23/11/2010 - Intel podría fabricar un procesador de 1000 núcleos

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Un grupo de ingenieros de Intel ha descubierto un sistema de mensajería que permitirá que múltiples núcleos se comuniquen. ¿Cómo funciona?

La arquitectura para el procesador Intel SCC (Single Chip Cloud Computer) de 48 núcleos es arbitrariamente superable, destacó el ingeniero Timothy Mattson, durante una charla sobre Supercomputer 2010 en una conferencia que tuvo lugar en Nueva Orleans.

De hecho, Mattson destaca que “la actual arquitectura, podría escalar hasta los 1000 núcleos, con el simple hecho de añadir y añadir nuevos núcleos”. Únicamente después de aproximadamente 1000 núcleos el diámetro de la malla, o bien, la red de conexión de los diferentes chips, habría crecido tanto, que tendría un impacto negativo en el procesador, afirma Mattson.

Intel se mantiene firme en destacar que el progreso de los futuros microprocesadores dependerá del empaquetado de cada vez más núcleos de procesador en un mismo chip. A medida que se añaden más núcleos, sin embargo, los diseñadores de Intel deben enfrentarse al problema de la escalabilidad.

Las arquitecturas iniciales de chip con múltiples núcleos dependían de un conjunto de protocolos que aseguraba que cada núcleo tenía la misma visión de la memoria del sistema, una técnica que es conocida como la coherencia de la caché. Pero a medida que se han añadido nuevos núcleos a los chips, este enfoque se vuelve problemático en la medida en que la sobrecarga de protocolo por núcleo crece de igual forma que el número de núcleos, dando lugar a que se produzcan excesos de sobrecarga. Llegados a este punto, es necesario que exista una comunicación entre los diferentes núcleos para no saturar los accesos a la memoria.

 Mattson afirmó que un mejor aprovechamiento podría eliminar la coherencia de la caché, y en su lugar, permitir a los núcleos comunicarse y pasar mensajes de unos a otros. El reciente trabajo del equipo de diseño se ha centrado en las técnicas de desarrollo de “pasar mensajes” para que el chip pueda escalar más y más núcleos.

El primer chip basado en el proceso de fabricación de 45 nanómetros, está considerado actualmente un array de piezas de seis por cuatro, cada pieza albergando 2 núcleos. Éstas cuentan con más de 1.3 billones de transistores y consumen de 25 a 125 vatios.

El equipo instaló el protocolo TCP/IP en lacapa de enlace de datos, de forma que fue capaz de ejecutar un sistema operativo basado en Linux por separado en cada uno de los núcleos. Mattson señaló que sería incluso posible ejecutar un clúster Linux de 48 nodos sobre el chip. El equipo también desarrolló una pequeña librería API (application programming interface) para la comunicación de “pasar mensajes”, denominada RCCE (small library for many-core communication).

Trabajos preliminares del grupo de ingenieros han demostrado que el procesador SCC y su API de comunicación de mensajes proporcionan una plataforma de desarrollo de software efectiva. Las dificultades esperadas en relación a la aparición de mensajes asíncronos parece ser que no se han presentado, destacó el equipo.

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