Выпущен первый универсальный процессор более чем с 1000 ядер
«Суперкомпьютер на кристалле»
Американский стартап Esperanto выпустил универсальный процессор с более чем 1 тыс. ядер. Носящая название 64-разрядная микросхема ET-SoC-1 базируется на открытой архитектуре RISC-V, отличается сверхнизким энергопотреблением и предназначена для рабочих нагрузок в области параллельных вычислений. Разработчики называют свое детище не иначе как «суперкомпьютер на кристалле» и «самый высокопроизводительный коммерческий процессор RISC-V».
В Esperanto подчеркивают, что их «суперкомпьютер на чипе» подходит для любых видов рабочих нагрузок, а не только для ускорения ИИ благодаря наличию ядер общего назначения.
Уровень энергопотребление процессора, по заявлению разработчиков, в среднем составляет 20 Вт, но в зависимости от нагрузок может варьироваться от 10 до 60 Вт.
Esperanto ET-SoC-1 выпускается на базе мощностей тайваньской TSMC с использованием 7-нанометрового технологического процесса.
В конце 2021 г. Esperanto планирует запустить программу раннего доступа, в рамках которой заказчики получат возможность испытать ET-SoC-1.
Компания Esperanto была основана Дэйвом Дитцелем (Dave Ditzel) в 2014 г. Дитцель известен также как сооснователь ныне прекратившего существование американского чипмейкера Transmeta. За время своего существования с 1995 по 2008 г. Transmeta успела выпустить два процессора – Crusoe и Efficeon (VLIW-архитектура) – отличавшихся низким потреблением энергии и малым тепловыделением.
Особенности чипа ET-SoC-1
На кристалле площадью 570 мм2 (при размере упаковки 45х45 мм) создатели разместили 24 млрд транзисторов. Они, в частности, формируют два кластера ядер – ET-Minion и ET-Maxion – и один сервисный процессор. Чип насчитывает 1088 «малых» энергоэффективных кастомных ядер ET-Minion, которые спроектированы для работы в параллельном режиме. В дополнение к ним разработчиками предусмотрено четыре «больших» высокопроизводительных ядра ET-Maxion. Кластер «малых» ядер, используется при выполнении инструкций по порядку (in-order execution), «больших» – для внеочередного исполнения (out-of-order execution).
Каждое ядро ET-Minion снабжено собственным блоком векторных и тензорных операций, которые помогают в решении задач в сфере искусственного интеллекта (в частности, в работе рекомендательных систем, основанных на машинном обучении), а также поддерживают одновременную многопоточность (SMT, Simultaneous multithreading). Рабочая частота 64-битных RISC-V-ядер ET-Minion лежит в диапазоне 0,3-2 ГГц.
Универсальные ядра ET-Maxion «понимают» инструкции RISC-V RV64GC и могут работать независимо от массива «малых» ядер в диапазоне от 0,5–2 ГГц.
Помимо 1093 ядер RISC-V, чип Esperanto ET-SoC-1 несет 160 МБ памяти типа SRAM, объем которой распределен между кэшем первого и второго уровней, а также сверхоперативной (scratchpad) памятью. Заявлена поддержка интерфейса PCIe x8 Gen4, четырех каналов оперативной памяти LPDDR4x и безопасной загрузки.
Бессмысленная универсальность
По мнению специалистов профильного портала Tom’s Hardware, несмотря на все заверения в универсальности продукта со стороны Esperanto, ET-SoC-1 все же выглядит, скорее, как кастомный чип для решения задач в области ИИ. Наличие четырех высокопроизводительных ядер в данной конфигурации не делают погоды и вряд ли смогут составить конкуренцию современным решениям Intel, AMD и, вероятно, даже Arm – производительность ET-Maxion находится примерно на уровне Arm-A72.
Несколько слов о RISC-V
Архитектура набора команд RISC-V с открытым исходным кодом имеет высокую привлекательность за счет отсутствия лицензионных платежей, традиционных при использовании большинства других процессорных архитектур, в том числе ARM.
Поддержка и развитие RISC-V осуществляется некоммерческой организацией RISC-V International, в которую входят более 1 тыс. членов в 50 странах. Процессоры RISC-V широко применяются в микроконтроллерах. Например, компания Western Digital ежегодно поставляет более 2 млрд контроллеров RISC-V в своих накопителях.В июне 2021 г. CNews писал о том, что корпорация Intel заинтересована в покупке SiFive, производителя чипов на открытой архитектуре RISC-V, за $2 млрд.
Самый большой и мощный процессор в мире
Несмотря на внушительное количество ядер, разработка Esperanto по данному показателю уступает продукту американской Cerebras Systems.
Выпущенный в апреле 2021 г. ИИ-процессор Wafer Scale Engine 2 (WSE-2) содержит 850 тыс. программируемых ядер, оптимизированных для вычислений в векторном пространстве, а объем встроенной памяти SRAM достигает 40 ГБ. Ядра работают на частоте в диапазоне 2,5-3 ГГц. В WSE-2 пропускная способность памяти составляет 20 ПБ/сек. Размеры чипа составляют 220х220 мм.
Cerebras обещала вывести процессор на рынок в III квартале 2021 г. Выпускать его, как и ET-SoC-1, должна TMSC по 7-нанометрову техпроцессу.