Esittelyssä: Tilera-arkkitehtuuri

Now Reading
Esittelyssä: Tilera-arkkitehtuuri

tilera_5

Vuonna 2004 perustettu moniydinsuorittimien kehittämiseen erikoistunut Tilera julkisti jo vuoden 2007 elokuussa ensimmäisen suorittimensa. Tileran risc-pohjainen Tile64-suoritin sisälsi nimensä mukaisesti 64 identtistä prosessoriydintä. Perinteisistä moniydinsuorittimista poiketen Tile64-siru hyödyntää mesh-verkkoa ydinten väliseen tiedonvälitykseen. Ytimet keskustelevat keskenään mesh-kytkentöjen avulla. Näin kaikki ytimet voivat keskustella itsenäisesti keskenään sen sijaan, että ne jakaisivat yhden pääväylän. Yhden pääväylän käyttöä hyödyntävät muun muassa Intelin ja AMD:n moniydinsuorittimet.

Noin vuotta myöhemmin vuoden 2008 syyskuussa yritys puolestaan esiteli osaksi TILEPro -mallistoa TILEPro64 -ja TILEPro36 -prosessorit. Kyseessä olivat 64 -ja 36 -ytimiset prosessorit joiden kerrotiin parantavan erittäin säikeistettyjen sovellusten suorituskykyä uuden Dynamic Distributed Cache (DDC) -teknologian avulla sekä sisältävän neljä -ja kolme integroitua DDR2-muistiohjainta. Tämän vuoden lokakuussa yritys esitteli ensimmäisen sadalla ytimellä varustetun prosessorin, joka valmistetaan TSMC:n 40 nanometrin valmistustekniikalla. Tästä kiinnostuneena lähetimme kyselyn Tileralle ja saimme vastaukseksi tässä artikkelissa esitetyt tiedot.

Esittely

San Josessa, Yhdysvalloissa päämajaansa pitävä Tilera esitteli seuraavaksi tämän vuoden lokakuussa uudet TILE-Gx -tuoteperheen 64-bittiset moniydinprosessorinsa joiden väitetään tarjoavan kymmenen kertaa paremman suorituskyvyn kuin Intelin tulevat 32 nanometrin valmistustekniikalla valmistettavat Westmere-koodinimelliset prosessorit.

”TILE-Gx -prosessoriperheen ja ensimmäisen 100:lla ytimellä varustetun mikroprosessorin julkaisu johtaa moniydinprosessoinnissa uudelle aikakaudelle. Uskomme, että nämä seuraavan sukupolven moniytimiset korkean suorituskyvyn prosessorit avaavat kokonaan uusia tietojenkäsittelymahdollisuuksia,” kertoi Tileran toimitusjohtaja Omid Tahernia. Tilera aikoo julkaista nämä neljä kyseistä prosessorimallia kuitenkin vasta vuoden 2011 ensimmäisen ja toisen neljänneksen aikaan 400 – 1000 dollarin hintoihin.

 

Arkkitehtuuri

tilera_4

Tilera toimittaa tällä hetkellä TILEPro-tuoteperheen prosessoreita, joka pitää sisällään 36 -ja 64-ytimiset prosessorimallit. Yrityksen mukaan sen kohdemarkkinat ovat sulatetut verkkojärjestelmät sekä langattomat-, multimedia -ja pilvikäyttöön tarkoitetut tietokonejärjestelmät. Samoille kohdemarkkinoille on suunnattu myös yrityksen uudemmat TILE-Gx -tuoteperheen prosessorimallit, joka pitää sisällään siis jo aikaisemmin mainitun maailman ensimmäisen 100-ytimen prosessorimallin.

Gx-tuoteperheen prosessorimallien näyte-erien valmistus aloitetaan yrityksen mukaan ensi vuonna. Alhaisemman ytimien määrän käsittävät prosessorimallit on suunnattu hintatasonsa ja virrankulutuksen puolesta herkille kohdemarkkinoille ja suuremman ydinmäärän omaavat prosessorimallit puolestaan taas soveltuvat paremmin enemmän raakaa suorituskykyä vaativiin sovellutuksiin joissa hinta ei toimi määräväänä tekijänä.

tilera_11

TILE-Gx -prosessorit valmistetaan Taiwanilaisen TSMC:n 40 nm valmistusprosessilla ja tulevat saataville neljänä eri versiona – 16, 36, 64 ja 100 ytimellä, kuluttavat 10 – 55 wattia ja toimivat 1,00 ja 1,5 GHz:n kellotaajuuksilla. Prosessorit on suunnattu esimerkiksi digitaaliseen kuvankäsittelyyn ja pilvilaskentaan. Jokainen prosessoriydin käsittää 32KB L1 I-välimuistia, 32KB L1 D-välimuistia ja 256KB edestä L2-välimuistia sekä 26 megatavua jaettua L3-välimuistia.

tilera_1

Yrityksen mukaan jopa sadan ytimen käsittäviä prosessoreita voidaan hyödyntää esimerkiksi pilvilaskennassa ja verkkojärjestelmissä tai langattoman infrasktruktuurin laitteissa joissa tarvitaan mahdollisimman paljon suorituskykyä ja TILE-Gx100 -prosessori tarjoaakin juuri paljon enemmän prosessointivoimaa/kykyä dramaattisessa määrin pienemmällä virrankulutuksella. Tämän ansiosta saadaan pakattua entistä enemmän suoritustehoa entistä pienempään pakettiin entistä yksinkertaisemman arkkitehtuurin voimin. Sadalla ytimellä varustetun prosessorimallin virrankulutus vaihtelee toimintakellotaajuudesta ja sovellutuksesta riippuen 35 – 55 watin välillä.

tilera_TILE-Gx16

Tilera Gx-prosessori 16 ytimellä

tilera_TILE-Gx36

Tilera Gx-prosessori 36 ytimellä

tilera_TILE-Gx64

Tilera Gx-prosessori 64 ytimellä

Tilera_TILE-Gx100

Tilera Gx-prosessori 100 ytimellä

tilera_2

Kaikissa TILE-Gx -prosessoreissa käytetään identtistä TILEä, joka sisältää itsensä prosessorin ytimen sekä L1 -ja L2-tason välimuistit. Tämän ansiosta voidaan yksinkertaisesti kasvattaa määrää kuudestatoista jopa sataan. Yritys on lisäksi tasapainottanut muistiohjainten ja I/O-porttien määrän vastaamaan aina ydinten määrää ja tarjottua suoritustehoa.

tilera_8

tilera_7

TILE-Gx -tuoperhe on ollut kehityksessä vuodesta 2008 asti.  TILE-Gx -tuoteperheen prosessorimallit käsittävät mallista riippuen kaksi tai neljä integroitua muistiohjainta, jotka tukevat DDR3-2133 -muistia (PC3 17000) joko ECC-virheenkorjauksella tai ilman.

Tyypillisesti Tileran sirut juotetaan suoraan järjestelmän piirilevylle joten yrityksen prosessorit eivät sovellu käytettäväksi samoissa emolevyissä ja prosessorikannoissa kuin esimerkiksi Intelin ja AMD:n prosessorit. Tileran siruille on integroitu paljon enemmän ominaisuuksia ja toimintoja. Tyypillisesti Tileran siruilla varustetut järjestelmät ovat sopivuudeltaan suunnattuja tietojenkäsittelyä vaativiin sovelluksiin, kuten langattoman tukiaseman prosessointiin, videoneuvotteluihin ja reaaliaikaiseen tietoturvatarkistukseen.

Tileran prosessorimallien kanssa ei tyypillisesti käytetä standardia PC-tietokoneista tuttua emolevyä, mutta pilvilaskentasovellutuksissa tietyt palvelintoimittajat kuitenkin valmistavat monen sirun emolevyjä joista löytyy 2, 4 tai 6 Tile-Gx -prosessoria.

Suorituskyky

tilera_3

Tileran 100-ytimen siru ja vastaavasti tietotekniikkajätti Intelin Westmere-koodinimelliset sirut eivät vielä ole saatavilla, joten Tilera perustaa oman vertailunsa näiden kesken simulaatioihin ja tietoihin Intelin julkaisusta tuotekartasta.

tilera_9

Tilera on testannut yrityksen nykyisen sukupolven 64-ytiminen TILEPro-64 -prosessorimallia ja Gx-prosessorin ohjelmistosimulaatiota kahdella Intelin neliytimisellä Nehalem-arkkitehtuuriin pohjautuvalla prosessorilla varustettua PC-tietokonejärjestelmää vastaan ja testien mukaan muun muassa osoitettiin, että Gx100-prosessorimalli käsittää nelinkertaisen suorituskyvyn puolta tätä vähemmällä virrankulutuksella.

tilera_6

Tilera on integroinut suuren määrän ytimiä yhdelle sirulle, jotka on yhdistetty 200 Tbps:n edestä kaistanleveyttä tarjoavan mesh-verkon voimin. Standardeissa X86-mikroarkkitehtuuriin perustuvissa järjestelmissä käytetään prosessorin lisäksi Northbridge -ja Southbridge-piireista koostuvaa piirisarjaa tai pelkkää Southbridge-piiriä. Tile-Gx -arkkitehtuuri taasen perustuu jo edelläkin mainittuun Mesh-arkkitehtuuriin, joka alunperin kehittiin M.I.T:ssä.

Muiden yritysten puhuessa monikantaisista järjestelmistä suorituskyvyn skaalaamiseksi, uskoo Tilera tarjoavansa siruja, jotka täyttävät 90 prosenttia markkinoiden tarpeista. Tileran mielestä yhtä pääväylää, kuten Intelin QPI:tä käyttävät prosessorimallit ovat huomattavasti hitaampia ja tuovat mukanaan monimutkaisemman arkkitehtuurin ja sirun sekä suuremman virrankulutuksen.

tilera_10

Haluamme vielä lopuksi kiittää artikkelin kasaamisessa auttaneita Puunakki (Jusme)-nimimerkillä vaikuttavaa sivustomme käyttäjää sekä pelitoimituksen puolella toimittavaa Mikael Suomalaista, jotka auttoivat artikkelin kokoamisessa avuksi käytettyjen kysymysten miettimisessä sekä Tileran markkinointijohtajaa Bob Doudia vastauksista. Kiitos!

Mitä mieltä sinä olet?
Aivan mahtavaa
0%
Mahtavaa
0%
Ei hyvä
0%
Ihan tyhmää
0%
Ottaa päähän
0%
About The Author
Toimitus

Mato78.com perustettiin vuonna 2006. Sivusto kattaa digiajan ihmeitä teknologian, viihteen, tieteen ja pelaamisen saralta. Sivuston tehtävänä on tarjota uutisia uutuuksista ja arvosteluja sekä tietoa erilaisista digiajan tuotteista.