Конференція Високопродуктивні обчислення, Київ, 13-15 жовтня 2014

Godson: Китай відмовляється від американського кремнію на користь іншої x86 мікросхеми

Якщо китайський уряд лякає світ своїми гібридними кластерами на GPU, як ви думаєте, яка буде реакція, якщо китайські суперкомп’ютерники будуть цуратись американських x66 процесорів та GPU карт, а натомість почнуть використовувати свої економічні 64-бітні процесори Godson, з інструкціями MIPS та емуляцією x86?

Апоплексія? Недовіра? Ввічливий жест поваги? Більш ймовірною є поява черги на процесори Godson, як тільки всі зрозуміють, що Китай-таки впорався.

Китай почав розробку власного процесора у 2002 році, пояснює Вейю Ху, провідний архітектор сімейства процесорів Godson (Loongson), створеного Китайською академією наук. Процесор має набір команд MIPS, розроблених Silicon Graphics. Розробка процесора Godson – лише один з 16 різних проектів, кожен з яких отримав урядову підтримку в розмірі від 5 до 10 млрд. доларів.

Серйозні проекти приділяють головну увагу специфічним технологіям, які вважаються в Китаї необхідною умовою отримання технологічної незалежності, включаючи процесори та операційні системи, виробництво мікросхем, безпровідні мережі 4-го покоління, АЕС, контроль за забрудненням довкілля, побудова літаків, супутникові зображення високої чіткості, польоти у космос та освоєння Місяця.

Як уже повідомлялось рік тому, коли Китай розкрив свої плани побудувати петафлопсний кластер, він також отримав доступ до MIPS технології завдяки партнерству з розробником STMicroelectronics. Але у червні 2009 року виникли складнощі з ліцензією, тому розробникам довелось отримати прямий дозвіл від MIPS Technologies, підрозділу Silicon Graphics.

Перший процесор Godson-1 був 32-бітним з частотою усього 266 MHz, Godson-2 вже став 64-бітним та прискорився до 1.4 GHz. Godson-2F у 2007-2008 роках став чотириядерним з частотою 800 MHz. Процесор Godson-3A з’явився через рік та був розрахований на використання тільки у серверах. Розробники зробили розумний хід: вони додали емуляцію x64 інструкцій прямо до апаратної частини. І хоча Ху лише натякнув про таку можливість, але виявилось, що в процесорі вбудований алгоритм перетворення x86 інструкцій у MIPS формат. Згідно з тестуванням, емуляція зменшує продуктивність на приблизно 30%.

Процесор Godson-3A виконаний на 65-нм процесі, працює на частоті 1GHz та має продуктивність 16 GFlops. Мікросхема складається з 425 мільйонів транзисторів, займає площу 174,5 мм2 та споживає лише 10 ват під час роботи. Процесор має два 16-бітні HyperTransport порти, 4 MB кеша другого рівня та два вбудованих контролера, які підтримують пам’ять DDR2 та DDR3.

Процесор Godson-3B, показаний на конференції у Сан Франциско на початку 2011 року, також створений на65-нм технології та працює на тій самій частоті 1 GHz. Але тепер він має 8 ядер та по два 256-бітні векторних сопроцесора на ядро. Він також обладнаний двома HyperTransport портами та двома контролерами DDR3 пам'яті. Процесор складений з 583 мільйонів транзисторів на площі у 300 мм2. Продуктивність його складає 128 GFlops при споживанні електроенергії 40 ват.

Godson-3B процесор

Процесор Godson-3B

Godson-3B буде використовуватись при побудові петафлопсного комп’ютера Dawning 6000, який Китай представить у 2012 році.

Двопроцесорна материнська плата для Godson-3B

Двопроцесорна материнська плата кластера Dawning

And this is what the blade server chassis looks like for the Dawning 6000:

Серверний корпус Dawning 6000

Серверний корпус The Dawning 6000

Дизайн блейдів для Dawning 6000 використовувався Національним суперком’ютерним центром в Шеньжені для гібридної системи на Xeon 5650 та NVidia M2050, яка посідала третє місце у Top500 за листопад 2010 року з результатом у 1,27 ПФлопс.

Інший кластер на блейдах Dawning 6000 з 3 тисяч процесорів Godson-3B з продуктивністю 300 ТФлопс очікується ввести у експлуатацію у середині 2011 року. Звичайно, ці блейди мають не найбільшу щільність:

16-процесорна материнська плата Dawning 6000

1U2T Godson-3B материнська плата

Ця материнська плата об’єднує 16 8-ядерних процесора Godson-B та має продуктивність 2 ТФлопс. Шафа з таких іграшок буде мати продуктивність 42 ТФлопс. Так, замість сотень ящиків для досягнення 1 ПФлопс чистої продуктивності, як це буває у випадку великих машин на x64, китайці, теоретично, можуть обійтись 24 стійками.

Розробники не мають наміру зупинятись. Вже розпочата розробка 28-нм процесу для 8- та 16-ядерного Godson-3C, частота якого складе 1,5-2 GHz. Згідно планів Godson-3C матиме продуктивність у 512 ГФлопс. Початок його виробництва очікується в кінці 2012 року.

Чи не буде смішно, якщо Silicon Graphics почне створювати системи на цих процесорах Godson-3? Вони могли б викинути Irix та замінити його на нове залізо, поставити x64 Linux програми у режимі емуляції.

Теги: Godson, GPU, NVidia, Top500, процесори, технології

Матеріали за темою:

Коментарі