Колкото повече са ядрата в един компютърен чип, толкова по-голям е проблемът с комуникацията между ядрата.
По-време на Международния симпозиум за компютърна архитектура групата на Ли-Шиуан Пех представи 36-ядрен процесор, който има архитектура на „мрежа в чип”, съобщава Масачузетския технологичен институт (MIT) в свое онлайн издание. Процесорът прототип решава проблема с поддържането на кохерентността на данните в кеш паметта на процесора – проблем, който възпрепятства предишни опити за създаване на мрежи в чип.
В днешните чипове всички ядра (обикновено между 2 и 6) са свързани от жица, наречена шина. Когато две ядра е нужно да комуникират по между си, те получават ексклузивен достъп до шината. Но този метод няма да е ефективен с увеличаването на броя ядра. Ядрата ще губят време в чакане шината да се освободи, вместо да извършват изчисления.
При архитектура „мрежа в чип” всяко ядро е свързано само към тези, които са непосредствено до него. Така данните могат да достигнат до съседните ядра наистина бързо, както и да имат различни трасета към целевите ядра.
Едно от предимствата на шината е по-лесното поддържане на кохерентността на кеша. Всяко ядро има собствена кеш памет, в която съхранява най-често използваните данни.
Но какво става, ако друго ядро се нуждае от данните преди да бъдат доставени? Повечето процесори решават този въпрос с протокола „snoopy”. Когато едно ядро се нуждае от определено количество данни, изпраща заявката си към другите ядра и което ядро има тези данни, ги изпраща обратно към ядрото.
В архитектура на „мрежа в чип” обаче данните са навсякъде и пакетите данни често ще пристигат в различни ядра в различни последователности.
Кохерентността на данните в кеш паметта на процесора с много ядра [pull_quote_center]е проблем, който става все по-голям с времето[/pull_quote_center] казва Тод Остин, преподавател по електротехника в Мичиганския университет. [pull_quote_center]Техният принос е интересен: те казват „Нека да се отървем от голяма част от усложненията в съществуващите мрежи. Това ще създаде повече възможности за комуникация, а нашият умен протокол ще сортира всички детайли.” Това е много по-прост и много по-бърз подход. Наистина е умна идея.[/pull_quote_center]
[pull_quote_center]Едно от предизвикателствата пред академичните среди е да убедят индустрията, че идеите ни са практични и полезни. Предприели са най-добрия подход за демонстриране на това, че са създали работещ процесор. Бих се изненадал, ако тези технологии не намерят приложение в комерсиални продукти[/pull_quote_center]добавя Остин.
След като тестват процесора прототип, за да се уверят, че работи, учените ще го тестват с версия на операционната система Linux, модифицирана да поддържа 36 ядра, и ще оценят производителността с реални приложения, за да определят точността на теоретичните предположения на групата учени. След това ще публикуват описание на проекта, написано с езика за описание на хардуер Verilog като отворен код.