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Así funciona el nuevo chip de 80 núcleos de Intel

Se trata de un chip de investigación que brinda una performance en operaciones de punto flotante de 1,01 Teraflops; en comparación, el más potente procesador Cell de IBM llega a los 205 Gigaflops. Además de demostrar la capacidad de Intel de colocar 80 núcleos en una misma pieza de silicio, le permite a la empresa analizar el comportamiento de ciertas nuevas tecnologías requeridas para fabricar procesadores multi-núcleo masivos.

Intel develó unos cuantos detalles acerca de su nuevo microprocesador llamado Teraflops Research Chip (chip de investigación Teraflops), el cual demuestra la capacidad de la empresa de incluir 80 motores de procesamiento en una misma pieza de silicio, y permite analizar el comportamiento de ciertas nuevas tecnologías requeridas para fabricar tales procesadores. Pero aunque el chip tiene una performance en cálculos de punto flotante que excede en más de cuatro veces la del chip Cell, de IBM, el de Intel nunca será un producto comercial.

“Nuestros investigadores han alcanzado un hito clave y maravilloso en términos de ser capaces de impulsar la computación paralela y multi-núcleo hacia delante”, dijo Justin Rattner, director de tecnología (CTO) de Intel. “Señala el camino hacia un futuro cercano en el que los diseños con capacidad de Teraflops serán algo común y darán un nuevo sentido a lo que podemos esperar de nuestras computadores y de Internet, tanto en nuestros hogares como en las oficinas”.

El Teraflops Research Chip está construido usando una tecnología de proceso de 65 nanómetros (nm), y sus 80 núcleos son llamados “mosaicos” por Intel, por el hecho de que son muy simplistas y poco se parecen a los núcleos de los procesadores actuales. Están organizados en una red bidimensional de 10 x 8, y operan a una velocidad de 4 GHz. Cada mosaico consiste de un motor de procesamiento (PE, por processing engine) conectado a un router de 5 puertos con interfaces mesocrónicas, el cual distribuye paquetes de datos entre los mosaicos.

La red incorporada en el chip logra un ancho de banda de 256 GB/seg. Cada PE contiene dos unidades independientes FPMAC (floating-point multiply-accumulator) totalmente “pipelinizadas” de simple precisión, además de una memoria de instrucciones (IMEM) de único ciclo de 3 KB y una memoria de datos (DMEM) de 2 KB. Un VLIW de 96 bits codifica hasta 8 operaciones por ciclo. Con un archivo de registros de 10 puertos (6 de lectura y 4 de escritura), la arquitectura permite hacer scheduling hacia ambos FPMACs, enviar y recibir paquetes desde la red, efectuar control de programa, junto con otras tareas. Cualquier PE puede enviar o recibir paquetes de datos o de instrucciones desde o hacia cualquier otro PE, lo cual se asemeja a la arquitectura de multiprocesamiento de AMD.

Intel informó que un Teraflops Research Chip de 3,16 GHz puede ofrecer una performance de 1,01 Teraflops, con una energía de diseño térmico (TDP, thermal design power) de 62 W y un voltaje de 0,95 V. A su vez, los procesadores de 5,1 GHz y 5,7 GHz podrán elevar la performance a 1,63 y 1,81 Teraflops, con un TDP de 175 W y 265 W, respectivamente. Comparativamente, IBM alcanza 205 Gigaflops con su procesador Cell, utilizado en sus servidores blade QS20.

En el futuro, la investigación en escala Tera se enfocará en agregar al chip memoria apilada en 3D y en desarrollar prototipos de investigación más sofisticados, con muchos núcleos de propósito general, basados en la Arquitectura Intel. Actualmente, el programa de investigación de Intel en computación de escala Tera lleva adelante más de 100 proyectos que exploran otros desafíos de arquitectura, software y sistemas.

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