DARPA plāno pārveidot CPU dizainu, vadīt ātrākus čipus

Nav noslēpums, ka vispārējas nozīmes skaitļošanas veiktspēja pēdējos gados ir lielā mērā iestrēgusi dīkstāvē, un augšējā līmeņa uzlabojumi aprobežojas ar vienciparu pieaugumu. DARPA ir plāns CPU veiktspējas atdzīvināšanai, būtiski mainot mikroshēmu dizainu - un tā ir pieeja, kas varētu dot reālus ieguvumus vismaz dažās jomās.

Viena DARPA koncepcija prasa pārskatīt, kā mēs domājam par CPU arhitektūru. Tas ir saistīts ar koncepciju, kuru mēs apspriedām pirms pieciem gadiem , kurā konkrētas lietojumprogrammas faktiski varētu ieviest aparatūrā, iespējams, piedāvājot milzīgus veiktspējas uzlabojumus. Tā ir arī daļēja atbilde uz tumšā silīcija problēmu. Mūra likums ir palielinājis tranzistora blīvumu, bet bez tā Dennard Scaling mums nav iespēju visu silīciju ieslēgt uzreiz. Viens no veidiem, kā to efektīvi izmantot, ir ļoti specifisku funkciju kartēšana, kas parasti darbojas fonā, bet varētu gūt labumu no ārkārtīgi efektīvas darbības.

Citas izpētītās arhitektūras koncepcijas ietver programmatūras definētu aparatūru - aparatūru, kas var sevi pārkonfigurēt sīkos termiņos, lai optimāli izpildītu slodzes, pamatojoties uz jūsu veiktā darba veida analīzi. Otra, saukta par “domēna specifisko sistēmu mikroshēmā”, ir iniciatīva, lai izpētītu, kādiem kopīgiem veidošanas blokiem būtu jābūt izvietotiem SoC, lai nodrošinātu efektīvu, elastīgu, lidojuma laikā veicamu pārkonfigurēšanu - teiksim, radio sakariem. . Vai ir nepieciešami specializēti akseleratora bloki, vai darbu var paveikt citos veidos?

GreenDroid arhitektūra tika izstrādāta, lai daudziem uzdevumiem izmantotu specializētus līdzprocesorus.

Bet CPU arhitektūra nav vienīgā vieta, kur DARPA vēlas no jauna izgudrot skaitļošanu. Kā IEEE spektrs informācija , tās jaunā amatniecības iniciatīva vēlas dot iespēju mazām dizaineru komandām veidot daudz lielāku aparatūru un samazināt grūtības pāriet uz jaunu mezglu pat par 80 procentiem. Ir arī pusvadītāju projektēšanas programmu kopums Idea un Posh, kas mēģina uztvert elektroniskās projektēšanas automatizācijas (EDA) un mašīnu inteliģences krustojumu. Ideālā gadījumā, izstrādājot SoC, jūsu projektēšanas programmatūra pati kļūtu inteliģentāka un labāk strādātu. Tikmēr Posh ir vērsts uz atvērtā pirmkoda aparatūras veidošanu un nodrošina, ka tiek izveidots pamats būvniecības blokiem, kas var būt pamats jebkuram nākotnes projektam.

Ir vēl vairāk informācijas par to, kā šīs jaunās iniciatīvas iekļaujas esošajos IEEE Spectrum projektos un kā organizācija cer sākt pētniecību skaitļošanas jomās. Raksts ir tā vērts, lai to pilnībā izlasītu. Lielākā daļa pārklājuma, ko mūsdienās redzat pusvadītājos, bieži vien cīnās ar to, kā inženieri cīnās ar aizvien grūtāku cīņu, lai izspiestu arvien mazāk silīcija. Tas rada drūmu lasījumu kopumā, un ikdienas attīstība neko daudz nedara, lai to mainītu.

Šādas iniciatīvas kā šīs uzsver to ir joprojām ir idejas, kā uzlabot skaitļošanas veiktspēju. Tie joprojām ir ļoti piespiesti - piemēram, nav skaidrs, ka kāds jebkad izveidos CPU, kas faktiski pārbauda e-pastu vai veic aparatūras lietojumprogrammu funkcijas. Bet centieni veidot programmatūru un aparatūru, kas ciešāk sadarbojas, lai uzlabotu veiktspēju, iespējams, ir galvenā metode, kuru izmantosim nākotnē.

DARPA iepriekš ir paziņojis, ka no 1978. gada līdz mūsdienām CPU arhitektūras uzlabojumi ir 50x uzlabojumi CPU veiktspējā, salīdzinot ar 1000x uzlabojumiem, ko nodrošina palielināti CPU pulksteņi. Tā kā procesora pulksteņi ir iestrēguši zem 5 GHz un šajā frontē nav gaidāmi zināmi tuvāka laika uzlabojumi, vienīgais veids, kā turpināt uzlabot CPU veiktspēju, ir atrast iespējas efektīvāk izmantot pulksteņa ātrumu un konfigurācijas opcijas.