Нулевой ASIC
| Раньше | Адаптева, ООО |
|---|---|
| Промышленность | Полупроводниковая промышленность |
| Основан | март 2008 г. |
| Основатель | Андреас Олофссон |
| Штаб-квартира | , НАС |
Ключевые люди | Андреас Олофссон, генеральный директор |
| Продукты | Центральные процессоры |
| Владелец | Частное финансирование |
| Веб-сайт | нулевой период |
Zero ASIC Corporation , ранее Adapteva, Inc. , является без производственных мощностей по производству полупроводников компанией , специализирующейся на многоядерных микропроцессоров разработке с низким энергопотреблением. Компания стала второй компанией, объявившей о разработке 1000 специализированных вычислительных ядер на одной интегральной схеме . [1] [2]
Компания Adapteva была основана в 2008 году с целью добиться десятикратного увеличения производительности операций с плавающей запятой на ватт на рынке мобильных устройств. Продукты основаны на многоядерной архитектуре Epiphany с несколькими командами и несколькими данными (MIMD) и проекте Parallella Kickstarter, продвигающем «суперкомпьютер для всех» в сентябре 2012 года. Название компании представляет собой комбинацию слова «адаптироваться» и еврейского слова «Тева», что означает «природа».
История
[ редактировать ]Компания Adapteva была основана в марте 2008 года Андреасом Олофссоном. Компания была основана с целью добиться 10-кратного повышения с плавающей запятой вычислений энергоэффективности на рынке мобильных устройств . В мае 2009 года у Олофссона появился прототип нового типа с массовым параллелизмом многоядерной компьютерной архитектуры . Первоначальный прототип был выполнен по 65-нм техпроцессу и имел 16 независимых микропроцессорных ядер. Первоначальные прототипы позволили Adapteva получить финансирование серии А в размере 1,5 миллиона долларов США от BittWare, компании из Конкорда, штат Нью-Гэмпшир , в октябре 2009 года. [3]
Первые коммерческие чипы Adapteva начали предлагать клиентам в начале мая 2011 года, и вскоре после этого они объявили о возможности размещения до 4096 ядер на одном чипе.
Epiphany III был анонсирован в октябре 2011 года с использованием производственных процессов 28 нм и 65 нм.
Продукты
[ редактировать ]Основным семейством продуктов Adapteva является масштабируемая многоядерная MIMD- архитектура Epiphany. Архитектура Epiphany могла вместить до 4096 RISC , находящихся в неправильном порядке микропроцессоров , и все они использовали одно 32-битное плоское пространство памяти. Каждый RISC- процессор в архитектуре Epiphany является суперскалярным с 64 × 32-битным микропроцессором унифицированного регистрового файла (целочисленного или одинарной точности ), работающим с частотой до 1 ГГц и производительностью 2 GFLOPS (одинарной точности). RISC-процессоры Epiphany используют собственную архитектуру набора команд (ISA), оптимизированную для операций с плавающей запятой одинарной точности . [4] но программируются на высоком уровне ANSI C с использованием стандартной цепочки инструментов GNU-GCC . Каждый RISC-процессор (в текущих реализациях; не закреплен в архитектуре) имеет 32 КБ локальной памяти. Код (возможно, дублированный в каждом ядре) и пространство стека должны находиться в этой локальной памяти ; кроме того (большая часть) временных данных должна поместиться туда на полной скорости. Данные также могут использоваться из локальной памяти других ядер процессора с потерей скорости или из внешней оперативной памяти с гораздо большим снижением скорости.
Архитектура памяти не использует явную иерархию аппаратных кэшей , аналогично процессору Sony/Toshiba/IBM Cell , но с дополнительным преимуществом поддержки внекристальных и межъядерных загрузок и хранилищ (что упрощает перенос программного обеспечения в архитектуру). . Это аппаратная реализация разделенного глобального адресного пространства . [ нужна ссылка ]
Это устранило необходимость в сложном аппаратном обеспечении когерентности кэша , которое накладывает практические ограничения на количество ядер в традиционной многоядерной системе . Такая конструкция позволяет программисту лучше заранее знать шаблоны независимого доступа к данным, чтобы избежать затрат на их выяснение во время выполнения. Все процессорные узлы соединены через микросхемную сеть , что обеспечивает эффективную передачу сообщений. [5]
Масштабируемость
[ редактировать ]Архитектура рассчитана на практически неограниченное масштабирование: 4 электронных канала позволяют объединять несколько микросхем в топологию сетки, что позволяет создавать системы с тысячами ядер.
Многоядерные сопроцессоры
[ редактировать ]
19 августа 2012 года компания Adapteva опубликовала некоторые характеристики и информацию о многоядерных сопроцессорах Epiphany. [6]
| Техническая информация для | E16G301 [7] | E64G401 [8] |
|---|---|---|
| Ядра | 16 | 64 |
| Ядро МГц | 1000 | 800 |
| Основные гифлопс | 2 | 1.6 |
| «Сумма ГГц» | 16 | 51.2 |
| Сумма ГФЛОПС | 32 | 102 |
| мм² | 8.96 | 8.2 |
| нм | 65 | 28 |
| W определенно. | 0.9 | 1.4 |
| Вт макс. | 2 | 2 |
В сентябре 2012 года была произведена 16-ядерная версия Epiphany-III (E16G301) с использованием 65-нм техпроцесса. [9] (11,5 мм 2 , чип 500 МГц [10] ) и инженерные образцы 64-ядерного Epiphany-IV (E64G401) были произведены по 28-нм техпроцессу GlobalFoundries (800 МГц). [11]
Основные рынки многоядерной архитектуры Epiphany включают:
- Приложения для смартфонов , такие как в реальном времени распознавание лиц , распознавание речи , перевод и дополненная реальность .
- следующего поколения Суперкомпьютерам требуется значительно более высокая энергоэффективность, чтобы позволить системам масштабироваться до эксафлопного уровня вычислений.
- Ускорение операций с плавающей запятой во встроенных системах на основе программируемых пользователем архитектур вентильных матриц.
Параллельные проекты
[ редактировать ]
проект Parallella В сентябре 2012 года Adapteva запустила на Kickstarter , который позиционировался как « Суперкомпьютер для всех ». В рамках кампании по привлечению внимания к проекту были опубликованы справочники по архитектуре платформы. [12] Цель финансирования в размере 750 000 долларов США была достигнута за месяц, при этом минимальный взнос в размере 99 долларов США давал право спонсорам получить одно устройство; хотя первоначальный срок был установлен на май 2013 года, первые одноплатные компьютеры с 16-ядерным чипом Epiphany наконец были отправлены в декабре 2013 года. [13]
Планируется, что размер платы составит 86 × 53 мм (3,4 × 2,1 дюйма). [14] [15] [16]
Кампания на Kickstarter собрала 898 921 доллар США. [17] [18] Цель собрать 3 миллиона долларов США оказалась неудачной, поэтому 64-ядерная версия Parallella не будет производиться массово. [19] Пользователи Kickstarter, пожертвовавшие более 750 долларов США, получат вариант Parallella-64 с 64-ядерным сопроцессором (созданный на основе первоначального прототипа с выходом 50 чипов на пластину). [20]
| Микросервер Parallel-16 | Настольный компьютер Parallel-16 | Встроенная платформа Parallel-16 | |
|---|---|---|---|
| Использование | Безголовый сервер с подключением к Ethernet | Персональный компьютер | Передовые встраиваемые системы |
| Процессор | Двухъядерный 32-битный ARM Cortex-A9 с NEON на частоте 1 ГГц (часть чипа Zynq XC7Z010 от Xilinx) | Двухъядерный 32-битный ARM Cortex-A9 с NEON на частоте 1 ГГц (часть чипа Zynq XC7Z020 от Xilinx) | |
| Сопроцессор | 16-ядерный многоядерный ускоритель Epiphany III (E16) | ||
| Память | 1 ГБ оперативной памяти DDR3L | ||
| Ethernet | 10/100/1000 | ||
| USB | — | 2 × USB 2.0 (USB 2.0 HS и USB OTG) | |
| Отображать | — | HDMI | |
| Хранилище | 16 ГБ микроSD | ||
| Расширение | — | 2 электронных канала + 24 GPIO | 2 электронных канала + 24 GPIO |
| ПЛИС | 28 тыс. программируемых логических ячеек 80 программируемых срезов DSP |
80 тыс. программируемых логических ячеек 220 программируемых срезов DSP | |
| Масса | 36 г (1,3 унции) | 38 г (1,3 унции) | |
| Размер | 3,5 дюйма × 2,1 дюйма × 0,625 дюйма (88,9 мм × 53,3 мм × 15,9 мм) | ||
| Артикул | P1600-ДК-хх | P1601-ДК-хх | P1602-ДК-хх |
| Код HTS | 8471.41.0150 | ||
| Власть | Питание от USB (2,5 Вт) или 5 В постоянного тока (≈5 Вт) | ||
Epiphany V
[ редактировать ]К 2016 году компания выпустила 1024-ядерный 64-битный вариант своей архитектуры Epiphany, который включал в себя: более крупные локальные хранилища (64 КБ), 64-битную адресацию, арифметику с плавающей запятой двойной точности или SIMD с одинарной точностью, а также 64-битные целочисленные инструкции, реализованные в технологическом узле 16 нм . [21] Этот дизайн включал усовершенствования набора команд, направленные на глубокого обучения и криптографии приложения . В июле 2017 года основатель Адаптевой стал DARPA MTO. менеджером программы [22] и объявил, что Epiphany V «маловероятно» станет доступен в качестве коммерческого продукта. [23]
Производительность
[ редактировать ]16-ядерный процессор Parallella достигает примерно 5,0 гигафлопс/Вт, а 64-ядерный Epiphany-IV, изготовленный по 28-нм техпроцессу, оценивается в 50 гигафлопс/Вт (одинарная точность). [24] а 32-платная система на их основе достигает 15 GFLOPS/Вт. [25] Для сравнения, лучшие графические процессоры AMD и Nvidia достигли производительности 10 гигафлопс/Вт для одинарной точности в период 2009–2011 годов. [26]
См. также
[ редактировать ]- Асинхронный массив простых процессоров
- SW26010 - китайская конструкция с аналогичной архитектурой, используемой в Sunway TaihuLight . суперкомпьютере
- Vision Processing Unit - класс процессоров со значительным перекрывающимися функциями.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кларк, Дон (3 мая 2011 г.). «У стартапа большие планы в отношении технологии крошечных чипов» . Уолл Стрит Джорнал . Проверено 3 мая 2011 г.
- ^ «IBM заявляет, что технология Kilocore обгонит современные мобильные процессоры» . Аппаратное обеспечение Тома. 2006.
- ^ «От RTL до GDSII всего за шесть недель» . EETimes (через Wayback Machine). 2010. Архивировано из оригинала 9 декабря 2010 года . Проверено 26 октября 2010 г.
- ^ «Справочное руководство по архитектуре Epiphany» . Архивировано из оригинала 9 октября 2012 года.
- ^ «Стартап запускает технологию ускорения операций с плавающей запятой Manycore» . HPCWire. 2011 . Проверено 3 мая 2011 г.
- ^ «Epiphany Multicore IP. Примеры конфигураций» . 19 августа 2012 г.
- ^ 16-ядерный 65-нм микропроцессор Epiphany-III (E16G301) // администратор (19 августа 2012 г.)
- ^ 64-ядерный 28-нм микропроцессор Epiphany-IV (E64G401) // администратор (19 августа 2012 г.)
- ^ Кремниевые устройства // Адаптева.
- ^ Линли Гвеннап, Adapteva: Больше провалов, меньше ватт. Epiphany предлагает ускоритель вычислений с плавающей запятой для мобильных процессоров. // Отчет о микропроцессоре , июнь 2011 г.
- ^ Майкл Фельдман, Adapteva представляет 64-ядерный чип // HPCWire
- ^ Андреас Олофссон, Выпуск документации Epiphany
- ^ Обновление № 46: Первое видео, созданное пользователем Parallella.
- ^ Рик Мерритт, Adapteva Kickstarts суперкомпьютер за сто долларов // EETimes, 27 сентября 2012 г.
- ^ Parallella — Суперкомпьютеры для всех (слайдкаст) . Основатель и генеральный директор Adapteva Андреас Олофссон . 28 сентября 2012 г.
- ^ Parallella: Суперкомпьютер для всех от Adapteva , страница проекта на Kickstarter
- ^ Parallella: Суперкомпьютер для всех // Проект Kickstarter, Adapteva
- ^ Гайавата Брэй, Adapteva создает эффективный и дешевый микрочип с помощью Kickstarter. «Краудфандинг» приближает к производству крошечный и быстрый компьютер // The Boston Globe, 2 декабря 2012 г.
- ↑ Эндрю Бэк, Представляем суперкомпьютер Linux стоимостью 99 долларов. Архивировано 17 ноября 2015 г., на сайте Wayback Machine , Linux.com, 24 января 2013 г.: «Обещания на сумму 99 долларов и более вознаграждаются хотя бы одной платой с 16-ядерным устройством. . .. 16-ядерный чип Epiphany обеспечивает производительность 26 гигафлопс, при этом весь компьютер Parallella потребляет всего 5 Вт».
- ^ Теперь доступна 64-ядерная версия платы Parallella! // Блог Adapteva на Kickstarter, 25 октября 2012 г.: «Основная плата Parallella Epiphany-IV (64+2) будет предлагаться при залоге выше 750 долларов США. ... тот факт, что мы получаем только 50 кристаллов на пластину для этих первоначальных прототипов Мы не можем раскрыть информацию о ценах и объемах производства пластин при 28-нм техпроцессе».
- ^ «прозрение v объявление» .
- ^ Олофссон, Андреас (11 марта 2017 г.). «Г-н Андреас Олофссон» . ДАРПА . Архивировано из оригинала 11 марта 2017 года . Проверено 16 декабря 2018 г.
- ^ Олофссон, Андреас (9 июля 2017 г.). «Обновление статуса Adapteva» . Блог Адаптевой . Архивировано из оригинала 23 апреля 2018 года . Проверено 16 декабря 2018 г.
- ^ Фельдман, Майкл (22 августа 2012 г.). «Adapteva представляет 64-ядерный чип» . HPCWire . Проверено 3 сентября 2014 г.
- ^ «Adapteva представляет суперкомпьютерную платформу A-1 на ISC14» . HPCWire, пресс-релиз Адаптевой. 23 июня 2014 года . Проверено 3 сентября 2014 г.
- ^ «Характеристики аппаратного обеспечения ЦП, графического процессора и микрофона с течением времени. Необработанная производительность вычислений — сравнение GFLOP/сек на ватт для арифметики с одинарной точностью. Чем выше, тем лучше» . Карл Рупп. 24 июня 2013 года . Проверено 3 сентября 2014 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Линли Гвеннап, Adapteva: Больше провалов, меньше ватт. Epiphany предлагает ускоритель вычислений с плавающей запятой для мобильных процессоров. // Отчет о микропроцессоре , июнь 2011 г.