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Un nuevo diseño para chips de computadora
Hoy, spin-off del MIT Tilera anunció que está enviando un chip de computadora con 64 procesadores separados cuyo diseño difiere drásticamente del de los chips que se encuentran en las computadoras actuales. El nuevo chip, llamado Tile64, evita algunos de los cuellos de botella de velocidad inherentes a la arquitectura del chip actual y puede funcionar a una potencia mucho menor, dice Anant Agarwal , fundador y director de tecnología de Tilera, con sede en Santa Clara, CA. Inicialmente, Tile64 se utilizará en aplicaciones de video, como sistemas de videoconferencia, y en hardware de red que monitorea el tráfico para reducir el correo no deseado y los virus.
Malla multinúcleo: Este chip, que mide unos 40 milímetros cuadrados, contiene 64 procesadores, o núcleos, conectados entre sí en una red de malla, una nueva arquitectura de chip. Actualmente, el procesador se envía a empresas que fabrican tecnología de videoconferencia y enrutadores de red.
Los chips con múltiples unidades de procesamiento, o núcleos, no son nada nuevo. Pero al permitir que los núcleos se comuniquen directamente entre sí, Tilera ha abordado una preocupación generalizada sobre la viabilidad de agregar más núcleos a los microprocesadores. Todos los procesadores del mercado actual son multinúcleo, dice Agarwal. La esperanza de la industria es duplicar el número de núcleos cada 18 meses. Mi predicción es que, para 2014, tendremos arquitecturas de 1000 núcleos. Pero el problema es que las arquitecturas [actuales] no se escalan.
En los chips multinúcleo existentes, cada núcleo se comunica con los demás a través de un conjunto de cables llamado bus. El rendimiento no se ve afectado necesariamente cuando dos o cuatro núcleos comparten un bus, pero cuando 16 o más núcleos intentan usarlo simultáneamente, se pueden realizar copias de seguridad de los datos. Agarwal explica que el chip de Tilera no tiene bus central. En cambio, cada núcleo está conectado a todos los demás. También en cada núcleo hay un procesador con todas las funciones, que puede ejecutar un sistema operativo, y cachés de memoria, que contienen datos a los que se debe acceder rápidamente.
En efecto, el Tile64 tiene una estructura de malla similar a la de Internet, una red en la que hay muchos nodos descentralizados. Una de las razones por las que Internet puede transmitir datos con tanta rapidez es que los paquetes de información se envían a través de una amplia red y pueden evitar los atascos de tráfico. Si el correo electrónico de todos tuviera que pasar por un servidor central, indudablemente habría retrasos. El microprocesador de Tilera, dice Agarwal, es muy parecido a Internet en un chip. Y al igual que Internet, el chip de Tilera se puede ampliar con elegancia; no es necesario rediseñarlo cada vez que se agregan nuevos núcleos.
La idea de utilizar una arquitectura de malla para chips multinúcleo se ha explorado durante al menos una década en los laboratorios de investigación del MIT, Stanford y la Universidad de Texas, Austin. Y recientemente, Intel anunció un prototipo de chip de 80 núcleos basado en una malla. Pero Tilera es la primera empresa en ofrecer un producto que utiliza la nueva arquitectura.
Tener muchos núcleos es bueno, pero deben poder comunicarse entre sí a altas velocidades de datos, dice Jerry Bautista, codirector del programa de investigación de computación en terascala de Intel. Hay ventajas en el uso de una malla ... Puede lidiar con los atascos de tráfico con bastante facilidad. Bautista dice que los investigadores de Intel están tratando de encontrar la mejor manera de implementar arquitecturas de malla, entre otros diseños experimentales, en futuros chips. Pero también advierte que hacer que los sistemas masivamente multinúcleo funcionen de manera eficiente no es tan simple como rediseñar el hardware.
Creemos que para aprovechar al máximo estos sistemas de muchos núcleos, habrá una modificación bastante significativa en la forma en que las personas programan hoy en día, dice Bautista. Los núcleos pueden manejar muchas instrucciones diferentes a la vez, dice, y los ingenieros de software tendrán que aprender nuevas técnicas de programación para aprovechar al máximo la capacidad computacional adicional.
Agarwal de Tilera dice que su compañía ha abordado esa preocupación al proporcionar un entorno de software que ayuda a los clientes a actualizar, depurar y optimizar gradualmente sus aplicaciones para que funcionen en el sistema de 64 núcleos, incluso aplicaciones diseñadas para ejecutarse en un solo núcleo.
La tecnología de la empresa se presenta esta semana en el Patatas fritas calientes simposio en Stanford, en Palo Alto. Nathan Brookwood, fundador de Insight64 , una firma de análisis, dice que muchas personas en la conferencia están entusiasmadas con el trabajo de Tilera, principalmente porque podría tener aplicaciones inmediatas, como expandir la capacidad de los sistemas de videoconferencia y analizar el tráfico de red en enrutadores. Creo que tienen un ganador potencial aquí, dice Brookwood.
Bautista de Intel dice que el mercado puede estar listo para un chip con más poder de cómputo, pero necesitaría ser de bajo consumo y fácil de programar. Él dice que Intel mantendrá un ojo en Tilera, como lo hace en muchas startups que son las primeras en comercializar con nuevas tecnologías, para ver cómo responden los clientes y qué aspectos de la tecnología podrían mejorarse. Usamos empresas como esta para ayudarnos a probar las aguas, dice.