Manycore procesor - Manycore processor
Manycore procesory jsou speciální druh vícejádrových procesorů navržených pro vysoký stupeň paralelního zpracování , které obsahují řadu jednodušších, nezávislých procesorových jader (od několika desítek jader po tisíce nebo více). Manycore procesory jsou široce používány ve vestavěných počítačích a vysoce výkonných počítačích .
Kontrast s vícejádrovou architekturou
Mnohojádrové procesory se od vícejádrových procesorů liší tím, že jsou od začátku optimalizovány pro vyšší stupeň explicitní rovnoběžnosti a pro vyšší propustnost (nebo nižší spotřebu energie) na úkor latence a nižšího výkonu jednoho vlákna .
Širší kategorie vícejádrové procesory , naopak, jsou obvykle navrženy tak, aby efektivně provozovat i paralelně a sériové číslo, a proto kladou větší důraz na vysokou jednom provedení vlákna (např věnovat více křemíku do z provedení pokynu , hlubší potrubí , více superskalární prováděcí jednotky a větší, obecnější mezipaměti) a sdílenou paměť . Tyto techniky věnují prostředky za běhu zjišťování implicitního paralelismu v jednom vlákně. Používají se v systémech, kde se vyvíjely nepřetržitě (se zpětnou kompatibilitou) z jednojádrových procesorů. Obvykle mají „několik“ jader (např. 2,4,8) a mohou být v heterogenním systému doplněny mnohojádrovým akcelerátorem (například GPU ) .
Motivace
Soudržnost mezipaměti je problém omezující škálování vícejádrových procesorů. Mnohojádrové procesory to mohou obejít metodami, jako je předávání zpráv , paměť zápisníku , DMA , dělený globální adresní prostor nebo mezipaměti jen pro čtení/nekoherentní. Mnohojádrový procesor využívající síť na čipu a lokální paměti dává softwaru možnost výslovně optimalizovat prostorové rozložení úkolů (např. Jak je vidět na nástrojích vyvinutých pro TrueNorth ).
Manycore procesory mohou mít více společného (koncepčně) s technologiemi pocházejícími z vysoce výkonných počítačů, jako jsou klastry a vektorové procesory .
GPU lze považovat za formu mnohojádrového procesoru s více jednotkami zpracování shaderů a jsou vhodné pouze pro vysoce paralelní kód (vysoká propustnost, ale extrémně špatný výkon jednoho vlákna).
Vhodné programovací modely
- Rozhraní pro předávání zpráv
- OpenCL nebo jiná API podporující výpočetní jádra
- Rozdělený globální adresní prostor
- Herecký model
- OpenMP
- Datový tok
Třídy manycore systémů
- GPU , které lze popsat jako mnohojádrové vektorové procesory
- Masivně paralelní procesorové pole
- Asynchronní pole jednoduchých procesorů
Specifické mnohojádrové architektury
- ZettaScaler [1] , japonský PEZY Computing 2048jádrové moduly
- Koprocesor Xeon Phi , který má architekturu MIC ( Many Integrated Cores )
- Tilera
- Adapteva Epiphany Architecture, mnohojádrový čip využívající paměť scratchpadů PGAS
- Coherent Logix hx3100 Processor , 100jádrový procesor DSP/GPP založený na architektuře HyperX
- Movidius Myriad 2 , mnohojádrová jednotka zpracování obrazu
- Kalray , mnohojádrový akcelerátor PCI-e pro úlohy náročné na data
- Výzkum Teraflops Čipujte mnohojádrový procesor pomocí předávání zpráv
- TrueNorth s AI urychlovač s manycore sítí na čipové architektury
- Zelená pole mnohojádrového procesoru pomocí předávání zpráv zaměřeného na aplikace s nízkým výkonem
- Eyeriss , mnohojádrový procesor určený pro provoz konvolučních neurálních sítí pro aplikace s integrovaným viděním
- Graphcore , mnohojádrový akcelerátor AI
Konkrétní mnohojádrové počítače s 1M+ jádry CPU
Řada počítačů postavených z vícejádrových procesorů má jeden nebo více jednotlivých jader CPU. Mezi příklady patří:
- Sunway TaihuLight , masivně paralelní (10M jádra CPU) čínský superpočítač , kdysi jeden z nejrychlejších superpočítačů na světě, využívající vlastní mnohojádrovou architekturu. V listopadu 2018 získává třetí nejrychlejší superpočítač na světě (podle žebříčku TOP500 ), čínský Sunway TaihuLight , svůj výkon ze 40 960 SW26010 manycore procesorů, z nichž každý obsahuje 256 jader.
- Gyoukou ( japonsky : 暁 光Hepburn : gyoko , úsvit), superpočítač vyvinutý společností ExaScaler a PEZY Computing .
- SpiNNaker , masivně paralelní (1M jádra CPU) mnohojádrový procesor postavený jako součást projektu Human Brain Project
Viz také
- Vícejádra
- Vektorový procesor
- SIMD
- Vysoce výkonné výpočty
- Počítačový klastr
- Multiprocesorový systém na čipu
- Jednotka zpracování zraku
- Vzorec přístupu do paměti
- Soudržnost mezipaměti
- Trapně paralelní
- Masivně paralelní
- CUDA
Reference
externí odkazy
- Architektonická řešení pro budoucnost Manycore , publikovaná 19. února 2010 (více než jeden mrtvý odkaz na snímku)
- Architektura Eyeriss