Несколько лет назад, знакомясь с первыми моделями многоядерных процессоров, мы и предположить не могли, что совсем скоро количество ядер на одном чипе сможет увеличиться до нескольких десятков. Однако, как это часто бывает в IT, фантастика снова становится реальностью.

Недавно исследователи Intel провели демонстрацию прототипа 48-ядерного процессора, который получил название «одночипового компьютера для облачных вычислений». Экспериментальный процессор сможет похвастаться в 10-20 раз более высокой производительностью по сравнению с современными моделями семейства Intel Core. Кроме того, прототип достаточно энергоэффективен, благодаря чему 48 ядер суммарно расходуют не более 25 Вт в режиме ожидания и 125 Вт при максимальной нагрузке.

Как уже было отмечено выше, разработчики назвали свое детище «одночиповым облачным компьютером», так как он имитирует центр обработки данных (ЦОД) для «облачных» (распределенных) вычислений. В экспериментальном чипе Intel используется аналогичная технология, однако, компьютеры и сети размещены в нем на одном кристалле, по габаритам сопоставимом с обычной почтовой маркой.

Для обмена информацией в чипе реализованы межъядерные связи. Это решение позволяет увеличить производительность и эффективность обмена данными, благодаря их перемещению внутри корпуса процессора на расстояние всего нескольких миллиметров, а не на десятки метров между отдельными компьютерами, как в современных ЦОД.

ПО с поддержкой такого чипа обеспечивает обмен данными между ядрами за доли секунды, достигая показателей, которых нельзя добиться в системах с памятью, расположенной вне корпусов процессоров. В то же время, вспомогательные задачи могут выполняться на других ядрах. При необходимости, программы смогут управлять питанием процессора и тактовой частотой, выключать или ограничивать скорость работы ядер, существенно снижая энергопотребление.

В ходе сотрудничества, компании Intel, HP и Yahoo Open Cirrus приступили к портированию «облачных» приложений на новый 48-ядерный чип с архитектурой Intel посредством Hadoop (системы на базе Java, позволяющей создавать приложения для интенсивной обработки данных). Соответствующая демонстрация была проведена Джастином Раттнером.

В следующем году Intel планирует создать более ста экспериментальных чипов, которые будут доступны специалистам десятков компаний и научных центров. Эти чипы позволят специалистам разрабатывать новое ПО и модели программирования. К примеру, в Европе экспериментальный чип планирует использовать Технологический институт в Цюрихе (Швейцария).

В центре Intel в Брауншвейге, являющимся частью сети Intel Labs Europe, были разработаны: ядро процессора, специальная аппаратная платформа, обеспечивающая эффективное взаимодействие ядер, а также оптимизированный энергосберегающий контроллер памяти, созданный специально для работы с таким большим количеством ядер. Ответственная за тестирование чипа немецкая команда создала собственный эмулятор микросхемы, который позволил другим центрам протестировать ПО и аппаратные решения на базе нового чипа до момента его выпуска. Данный подход вдвое сократил время разработки проекта.

Подробности об архитектуре и конструкции чипа планируется озвучить в докладе на международной конференции International Solid State Circuits Conference в феврале 2010.