Zhejiang Big Chip: китайский удар по доминированию США в сфере суперкомпьютеров

Учёные из Института вычислительной техники Китайской академии наук недавно представили многочиплетный комплекс Zhejiang Big Chip с 256 ядрами. В планах исследователей — масштабирование дизайна до 1600-ядерных чипов, использующих целый кристалл в качестве единого вычислительного устройства.

С каждым новым поколением чипов становится всё сложнее увеличивать плотность транзисторов, поэтому производители ищут другие способы повышения производительности процессоров. Это включает в себя инновации в архитектуре, увеличение размеров кристалла, многочиплетные дизайны и даже чипы на весь кристалл. Последнее до сих пор удавалось только американской компании Cerebras.

Китайские разработчики уже построили многочиплетный дизайн на 256 ядер и исследуют возможности создания чипа на весь кристалл. Многочиплетный дизайн Zhejiang Big Chip состоит из 16 чиплетов, содержащих по 16 ядер RISC-V каждый, соединённых друг с другом в симметричной мультипроцессорной конфигурации с помощью сети на кристалле, что позволяет чиплетам обмениваться памятью.

Каждый такой чиплет имеет несколько интерфейсов соединения для связи с соседними чиплетами через 2.5D-интерпозер. Исследователи утверждают, что дизайн потенциально масштабируем до 100 чиплетов или до 1600 ядер.

Чиплеты Zhejiang производятся на 22-нанометровом технологическом процессе, предположительно компанией Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC). Сколько энергии будет потреблять сборка на 1600 ядер, ещё неизвестно, но в теории это бы значительно оптимизировало энергопотребление и производительность.

Многочиплетные дизайны могут использоваться для создания процессоров для Exascale-суперкомпьютеров, что уже делают AMD и Intel. Исследователи предлагают использовать многоуровневую иерархию памяти для таких сборок, что может внести трудности в программирование таких устройств.

Дизайн Big Chip также может использовать такие технологии, как оптико-электронные вычисления, вычисления рядом с памятью (Near-Memory Computing) и трёхмерный стековый кэш. Однако в статье не приводится конкретных деталей реализации этих технологий или решения вызовов, которые они могут представлять в проектировании и создании таких сложных систем.

Несмотря на все трудности на пути к реализации подобных проектов, стремление к созданию всё более производительных компьютеров, в конечном итоге, принесёт плоды в виде новых технологических достижений, которые в будущем определённо изменят наш мир.