سه شنبه , ۲۴ مهر ۱۳۹۷

تراشه 36 هسته‌ای ام‌آی‌تی و شيوه‌ای نوين برای آزادسازی پهنای باند درون‌تراشه‌ای

 

پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست (MIT) در تلاش برای يافتن راه‌هایی جهت افزايش کارایی تراشه‌ها، موفق شدند نمونه‌ای آزمايشی از يک تراشه 36 هسته‌ای را توسعه دهند که آن‌را در سمپوزيوم جهانی معماری کامپيوتر معرفی کردند.

اين تراشه با هدف کاهش شمار سيکل‌های موردنياز برای اجرای وظايف محاسباتی طراحی شده‌است. بهاويا دايا، دانشجوی پی‌اچ‌دی دپارتمان مهندسی برق و دانش کامپيوتر ام‌آی‌تی می‌گويد، برای رسيدن به‌اين هدف، داده‌ها با پيوستگی و انسجام بيشتری بين هسته‌ها و حافظه نهان يا کش جابه‌جا می‌شوند. در اين شيوه جديد، به‌جای استفاده از يک گذرگاه سيمی که هسته‌ها را به‌‌هم متصل کند، هر هسته مستقيماً به هسته‌های کناری‌اش متصل می‌شود. در نتيجه همانند شبکه اينترنت، اگر بخواهيد با هسته‌ای در سوی ديگر تراشه ارتباط برقرار کنيد بايد پيغام خود را از ميان چندهسته مسيريابی کنيد تا به مقصد برسد. پژوهشگران برای بازيافتن مسير بسته‌های داده، از ريزمسيرياب‌ها يا مينی‌‌روترها کمک گرفته‌اند تا پهنای باند درون تراشه‌های چندهسته‌ای را آزاد نگاه دارند. نتيجه اين تحقيق می‌تواند برای کارکردهای به‌شدت موازی مانند تحليل‌های مالی و مطالعه شبيه‌سازی ذره‌ها سودمند باشد.

مفهوم کليدی اين پژوهش‌ها درباره تراشه جديد، «شبکه‌ سايه» يا shadow network است که در آن حافظه کش موجود در هسته‌ها می‌تواند بسته‌های داده را پيش‌بينی کند. شيوه رايج امروزی اين است که وقتی تراشه‌ها بسته‌ داده‌های بزرگی را دريافت می‌کنند، اين بسته‌ها به قطعه‌های کوچک‌تری تقسيم و بين چند هسته پخش می‌شوند و هر يک از آن‌ هسته‌ها نيز حافظه کش خاص خود را دارد که داد‌ه‌ها را به‌طور موقت در آن نگاه می‌دارد. اگر يک هسته به داده خاصی نياز داشته‌باشد، درخواستش را به هسته‌های ديگر تراشه اعلام يا برودکست می‌کند. اما برودکست کردن درخواست باعث می‌شود پهنای باند بيهوده‌ اشغال شود و از اين‌رو پژوهشگران ام‌آی‌تی کوشيدند تا ارتباط بين هسته‌ها و حافظه کش مستقيم‌تر از پيش صورت بپذيرد. دايا می‌افزايد، هدف‌شان اين بود که داده‌ها در تراشه‌ها چندهسته‌ای با نظم بيشتری تقسيم شوند تا حافظه کش بتواند بسته‌های داده را پيش‌بينی و اولويت‌بندی کند.

شبکه سايه جابه‌جایی داده‌ها را با نظم بيشتری انجام می‌دهد و هماهنگی و ارتباط داده‌ها با ‌هم در حافظه کش را بهتر از پيش تضمين می‌کند و چون درخواست بسته‌های پيغام و داده دقيق‌تر و خاص‌تر انجام می‌گيرد، پهنای باند نيز آزاد می‌ماند و در اجرای وظيفه‌ها مقدار بار کاری اضافی کاهش می‌يابد. اين پژوهشگران کارایی پردازش با کمک شبکه سايه را در شبيه‌سازی‌های 36 و 64 هسته‌ای به‌ترتيب 24.1 درصد و 12.9 درصد بهتر از تراشه‌های عادی محاسبه کرده‌اند.

تراشه آزمايشی ام‌آی‌تی بر اساس معماری POWER توسعه يافته و اتصال‌های داخلی آن دارای طراحی چهارگوش هستند. اين تراشه با شيوه چاپ 45 نانومتری پياده شده‌است و هسته‌های آن‌را شرکت Freescale Semiconductor تامين کرده‌است.

منبع : ماهنامه شبکه

Print Friendly, PDF & Email

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*