Chiny planują chipy z 1600 rdzeniami, które wykorzystują całe wafle krzemowe

Naukowcy z Instytutu Technologii Obliczeniowych Chińskiej Akademii Nauk zaprezentowali zaawansowany 256-rdzeniowy wielochiplet i planują skalować projekt do 1600-rdzeniowych układów, w których cały wafel krzemowy stanowi jeden chip.

Zwiększanie gęstości tranzystorów z każdą nową generacją chipów staje się coraz trudniejsze, dlatego producenci chipów szukają innych sposobów na zwiększenie wydajności swoich procesorów, co obejmuje innowacje architektoniczne, większe rozmiary matryc, projekty wielochipletowe, a nawet chipy skalowane do rozmiaru wafla krzemowego. To ostatnie podejście dotychczas utożsamiane było jedynie z firmą Cerebras, ale wygląda na to, że Chińczycy również mają takie plany. Najwyraźniej zbudowali już 256-rdzeniowy projekt z wieloma chipletami i badają sposoby osiągnięcia większej skali, wykorzystując cały wafel do zbudowania jednego dużego chipa.

Naukowcy z Chin zaprezentowali zaawansowany 256-rdzeniowy wielochiplet i planują skalować projekt do 1600-rdzeniowych układów, w których cały wafel krzemowy stanowi jeden chip.

Jak donosi The Next Platform, naukowcy z Instytutu Technologii Obliczeniowych Chińskiej Akademii Nauk (CAS) zaprezentowali zaawansowany 256-rdzeniowy, wielochipletowy kompleks obliczeniowy o nazwie Zhejiang Big Chip. Konstrukcja składa się z 16 chipletów, każdy po 16 rdzeni RISC-V, połączonych ze sobą w konwencjonalny sposób, czyli wykorzystując Symmetric MultiProcessor  (SMP) przy użyciu sieci na chipie, dzięki czemu chiplety mogą współdzielić pamięć. Każdy chiplet ma wiele interfejsów typu „die-to-die”, umożliwiających połączenie z sąsiednimi chipletami za pośrednictwem interposera 2,5D, a badacze twierdzą, że projekt jest skalowalny do 100 chipletów, czyli do 1600 rdzeni.

Chiplety Zhejiang mają być produkowane w procesie technologicznym klasy 22 nm, prawdopodobnie przez firmę Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC). Nie jesteśmy pewni, ile energii zużywałby chip składający się z 1600 rdzeni, połączony ze sobą za pomocą interposera i wykonany w 22 nm litografii. Jednakże, jak wskazuje The Next Platform, nic nie stoi na przeszkodzie, aby CAS wyprodukowało 1600-rdzeniowy chip w rozmiarze wafla, który znacznie zoptymalizowałby zużycie energii i wydajność ze względu na zmniejszone opóźnienia.

W artykule zbadano ograniczenia litografii i technologii chipletów oraz omówiono potencjał tej nowej architektury dla przyszłych potrzeb obliczeniowych. Naukowcy zauważają, że konstrukcje wielochipletowe można wykorzystać do budowy procesorów do superkomputerów eksaskalowych, co robią dziś AMD i Intel.

Tymczasem badacze z CAS proponują zastosowanie dla takich zespołów wielopoziomowej hierarchii pamięci, co mogłoby potencjalnie wprowadzić trudności w programowaniu takich chipów.

Konstrukcja Big Chip może również wykorzystywać takie rozwiązania, jak przetwarzanie optyczno-elektroniczne, przetwarzanie bliskie pamięci i pamięć 3D układana w stosy. W artykule nie podano jednak konkretnych szczegółów dotyczących wdrażania tych technologii ani nie omówiono wyzwań, jakie mogą one stwarzać w projektowaniu i budowie tak złożonych systemów.

Tymczasem The Next Platform zakłada, że ​​CAS zbudował już swój 256-rdzeniowy, wielochipletowy kompleks obliczeniowy Zhejiang Big Chip. Z tego punktu wyjścia firma może zbadać wydajność projektu chippletu, a następnie podjąć decyzje dotyczące systemów w pakietach z większą liczbą rdzeni, różnymi klasami pamięci i integracją w skali wafla.