Intel ra mắt bộ xử lý 48 lõi dành cho nghiên cứu

Với 1,3 tỉ transitor và được xây dựng trên công nghệ CMOS 45nm, bộ xử lý này chứa số lượng lớn nhất các lõi kiến trúc Intel (IA) đã từng được tích hợp trên một vi xử lý đơn. Đối với Intel, nó chính là phiên bản tiếp theo của mẫu 80 lõi Polaris năm 2007 - bộ xử lý chỉ dựa trên các đơn vị tính toán số thực đơn giản. Intel không có phát biểu gì về tốc độ của phiên bản 48 lõi, trong khi đó bộ vi xử lý trước đây chỉ đạt được tốc độ 2 ức phép tính động một giây (2 teraflops).

Vi xử lý 48 lõi của Intel không nhằm mục đích thương mại. Thay vì đó nó sẽ được sử dụng để giúp các nhà nghiên cứu phần mềm tìm cách làm thế nào để có thể mở rộng các ứng dụng thực tế sử dụng từ hàng chục đến hàng nghìn lõi. Nó cũng có thể được dùng làm môi trường thử nghiệm cho các mô hình tính toán song song và các ứng dụng mới. Intel dự định phân phối ít nhất 100 con chip thử nghiệm tới các nhà nghiên cứu thuộc giới thương mại và hàn lâm. Do loại chip mới gồm các lõi IA (32-bit) đầy đủ tính năng nên các phần mềm hiện tại có thể được chuyển sang dễ dàng.

Với tên gọi “Máy tính đám mây đơn chip” (Single-chip Cloud Computer – SCC), có lẽ là để nhấn mạnh sự tương đồng của bộ xử lý với một trung tâm dữ liệu thu nhỏ. Chính xác hơn, bộ xử lý này được coi như một bó tính toán trên một chip - một tập các lõi được nối với nhau bởi một mạng trên chip. Bộ xử lý gồm 24 ô 2 lõi, được sắp xếp hai chiều theo kiểu 6 x 4. Bộ nhớ chính được truy cập thông qua 4 bộ điều khiển bộ nhớ DDR3 trên chip. Mỗi ô có một đường nối riêng để kết nối với các ô khác trên mạng lưới.

Có lẽ tính năng quan trọng nhất của mạng là hỗ trợ về phần cứng cho giao thức truyền thông điệp, cung cấp một môi trường hiệu năng cao cho nhiều ứng dụng bó tính toán. Đồng thời, một mô hình chia sẻ nhớ quản lý bởi phần mềm cũng có thể được cài đặt bởi những mã lệnh liên lạc với nhau qua dữ liệu toàn cục.

Mỗi lõi có một bộ nhớ đệm L2 riêng. Không giống như các thiết kế CPU hiện đại, chip SCC không cung cấp đồng bộ bộ nhớ đệm trên phần cứng. Thay vì đó, phần mềm phải thực hiện nhiệm vụ này, phải kết hợp các thao tác đọc và ghi giữa các bộ nhớ đệm. Trong trường hợp như vậy, Intel chọn lựa sự đơn giản hóa phần cứng thay vì sự dễ dàng trong lập trình.

Quản lý điện năng cấp độ cao cho phép vi xử lý sử dụng công suất từ mức thấp 25W đến tối đa 125W. Mỗi hàng gồm 4 ô có thể chạy ở mức điện áp khác nhau, trong khi đó mỗi ô có thể chạy ở một xung nhịp. Cũng có thể điều khiển điện áp cũng như tần số làm việc của mạng và các điều khiển bộ nhớ. Giống như đồng bộ bộ nhớ đệm, tất cả quản lý điện năng được điều khiển qua phần mềm.

Trong buổi ra mắt ngày 2/12/2009, Giám đốc kỹ thuật của Intel, Justin Rattner trình diễn một số chương trình chạy trên chip mới, bao gồm chương trình phân tích tài chính Black-Scholes, một ứng dụng mô phỏng chất liệu vải chạy bằng Javascript, đại số tuyến tính và động học chất lỏng và một ứng dụng tìm kiếm Web dạng Hadoop. Nói chung, những ứng dụng này thường thấy trên một bó tính toán tiêu biểu ở trung tâm dữ liệu. Chúng đều đại diện cho các phần mềm hoạt động trên hệ nhiều thành phần xử lý. Lĩnh vực ứng dụng tiềm năng thì lớn hơn nhiều so với các ví dụ đã dẫn trên đây. Nếu các CPU có hàng chục lõi sẽ trở thành chủ lực trên khắp thị trường công nghệ thông tin, người ta dự đoán các ứng dụng tính toán song song mới sẽ xuất hiện khi bộ xử lý đa lõi đi từ các máy chủ sang máy để bàn và máy di động. Ít nhất đó là điều Intel mong đợi.

Chi tiết về bộ vi xử lý mới sẽ được giới thiệu chính thức ở hội nghị quốc tế về mạch trạng thái rắn vào ngày 8 tháng 2 tới ở San Francisco. 

(Theo hpcwire.com)
Người dịch: Hoàng Vũ