Tạp Chí Pc

PowerXCell 8i

TCPC – Đã có không ít người chế nhạo siêu máy tính 8 PS3. Nhưng đó không phải là điều mà các nhà khoa học ở phòng thí nghiệm Los Alamos National muốn xác minh một cách vô bổ, họ dựa vào ý tưởng này để tạo ra một máy tính 1 petaflop có tên hiệu Roadrunner (tên một loại chim có khả năng chạy rất nhanh trên các vùng hoang mạc của Mỹ).

>> 1 ngày của siêu máy tính bằng 46 năm của nhân loại // AMD bổ sung bộ xử lý Opteron // AMD tung Budapest ra thị trường

1,000 tỷ tỷ phép tính trong 1 giây
Sự am hiểu và vận dụng các mô phỏng trên nền kiến thức về già hóa hạt nhân chính là cỗ xe song mã tạo nên nền tảng sức mạnh cho máy tính mới. Nó không chỉ kết hợp với số lượng hoán vị 14,000 PS3 cùng nhau – thực ra đây mới chỉ là dự đoán và chưa ai kiểm chứng điều này?

Tuy nhiên, những người thiết kế ra nó còn muốn một thứ gì đó tốt hơn như vậy – và một phương thức tính toán tối ưu ở mức có thể.

Đầu tiên, những nhà khoa học xây dựng một vi xử lý Cell Broadband Engine  mới.

Phiên bản mới của chip PS3 – tên gọi PowerXCell 8i Processor – có đặc điểm nhanh hơn tới 8 lần ,chính xác gấp 2 lần số ký tự sau dấu phẩy động và có băng thông bộ nhớ cao hơn mức 25 GB/s. Đây chính là nền tảng tạo ra các đơn vị tính toán cơ sở (nút tính toán).

Mỗi nút tính toán bao gồm 2 vi xử lý lõi đôi AMD Opterons và 4 chip PowerXCell 8i’s. Mỗi chip Opteron có một liên kết nhanh tới 2 PowerXCells kích hoạt sự tăng thế 25x theo lý thuyết trong hiệu suất tính toán trên dấu phẩy động đối với một vi xử lý nguồn Opteron.

Chưa một ước lượng nào đề cập đến số lượng RAM được cung cấp cho mỗi PowerXCell, nhưng chip này có thể định danh ở mức 64 GB RAM, do đó mỗi nút tính toán có thể dễ dàng hỗ trợ cho 264 GB RAM (4x64GB + 2x4GB hoặc nhiều hơn cho các chip Opterons). Với băng thông bộ nhớ là trên 100 GB/s.

Khi đề cập tới số lượng nút tính toán sử dụng trên một siêu máy tính Roadrunner hoàn chỉnh trong phạm vi tương kết bởi một mạng Infiniband DDR – cho các liên cung HPC, thì số lượng nút tính toán được đưa ra là 3,250 nút .

Infiniband là một tương kết cấu trúc chuyển đổi với đặc điểm là có các góc trễ ở mức micro giây và tốc độ chuyển dữ liệu là 2GB/s cho 4x–DDR. Điều này hoàn toàn có thể hiện thực hóa với kênh truyền dữ liệu trên các card PCI – Express x8 theo nhiều cách.

Các thông tin chi tiết dành cho phần cứng thực sự là đáng để chúng ta quan tâm, tuy nhiên nếu không có được các mã lệnh cân xứng thì đây cũng chẳng khác nào một cái xác ướp Ai Cập vô giá. Và câu trả lời được hé mở qua một bản tóm tắt chức năng của Roadrunner.

Với Cell, các lập trình viên phải biết chính xác cái gì là cần thiết để tạo lên một tính toán và sau đó chỉ rõ mã lệnh và dữ liệu phục vụ tính toán đó được trả về từ bộ nhớ nháp của Cell trong một bước tính toán đơn lẻ… Peter Hoftstee làm việc tại IBM, người đứng đầu bộ phận kiến trúc lên Cell, mô tả quá trình này như là “một thăm dò chính xác những gì bạn cần khi đi mua hàng” khi so sánh bộ nhớ off–chip trên Cell với kho chứa hàng tại các trung tâm mua sắm lớn. Bạn sẽ tiết kiệm được thời gian nếu bạn mua tất cả những thứ mình cần trong một lần mua sắm, chứ không phải là cất công đi siêu thị chỉ khi một thứ cần thiết nào đó được đụng đến.

Các lập trình viên đã tối ưu các mã lệnh cho tập hợp rất nhiều các ứng dụng khác nhau, bao gồm bức xạ điện từ và sự chuyển dịch Neutron, động lực học phân tử, dòng rối trong chất lỏng và hành vi của plasma, đây là những vấn đề thuộc về khoa học tính toán với số lượng tính toán rất lớn đòi hỏi phải sử dụng ở cấp độ siêu máy tính. Với các dòng lệnh được tối ưu, họ có thể thu được hiệu suất tính toán thực tế cao gấp 6 – 10 lần hiệu suất chuẩn mà Opteron mang lại.

Trở về thời điểm khi người viết bài viết này chào hàng một vi xử lý hữu hướng, thì 1Gigaflop được coi là khá hoàn mỹ cho các tính toán. Nhưng chỉ 20 năm sau đó, người ta đã có được một cỗ máy nhanh hơn cỗ máy mạnh nhất thời điểm đó tới 1 triệu lần.

Như vậy, mọi thứ không có gì là không thể và băng thông và kiến trúc phần cứng sẽ là những chìa khóa để các công cụ tính toán tăng tốc, đột biến. Hy vọng rằng, những máy tính dựa trên nền tảng hạt nhân sẽ đến với chúng ta trong tương lai không xa, ý người viết ám chỉ ở đây là trong vòng vài chục năm.

Comments (0)

Subscribe to this comment's feed