เจาะลึกชิป 80 คอร์ Terascale
tags: Special Report In-Depth intel Processor
หลังการสาธิตชิประดับ 80 คอร์จากอินเทลด้วยกระแสที่ออกมาเกี่ยวกับการออกแบบ Tiled CPU อย่างต่อเนื่อง ทำให้มีความเป็นไปได้เป็นอย่างยิ่งกว่าเราจะได้เห็นชิปเช่นนี้ในตลาดหลักกันในไม่ช้า ด้วยแนวคิดใหม่ที่ต่างจากการออกแบบชิปแบบมัลติคอร์แบบเดิมๆ ที่ใช้คอร์ความเร็วสูงหลายชุดมาต่อกัน ทำให้ได้ความเร็วที่ดีไม่ว่าจะเป็นการรันโปรแกรมแบบเธรดเดียวในแบบเดิมๆ หรือจะเป็นการรันโปรแกรมแบบหลายเธรดที่ทำให้สามารถใช้งานทุกคอร์ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ แต่การออกแบบ Tiled CPU จะเป็นการออกแบบเพื่อการใช้งานโปรแกรมหลายเธรดโดยเฉพาะ แม้จะทำให้การรันโปรแกรมแบบเธรดเดียวช้าลงไป แต่ประสิทธิภาพในหลายๆ ด้านที่ได้กลับมากลับน่าสนใจเป็นอย่างยิ่ง ก่อนที่ซีพียูในรูปแบบสถาปัตยกรรมเช่นนี้จะมีขายตามห้างไอที เรามาดูกันก่อนดีกว่าว่าการออกแบบชิปแบบใหม่นี้แตกต่างและดีกว่าแบบเดิมๆ อย่างไร
หลังการเปิดตัวชิปแบบมัลติคอร์ไปไม่นาน เป็นที่รู้กันดีว่าการเพิ่มจำนวนคอร์เข้าไปในซีพียูเพื่อเร่งความเร็วเครื่องนั้นจะพบกับขีดจำกัดที่ประมาณ 16 คอร์เนื่องจากคอขวดอื่นๆ เช่น การสื่อสารระหว่างคอร์ การอ่านหน่วยความจำ ตลอดจนข้อจำกัดอื่นๆ เช่นการใช้พลังงานที่สูงขึ้นเรื่อยๆ เพื่อการก้าวข้ามขีดจำกัดเหล่านี้ งานวิจัยใหม่ๆ ตั้งแต่ปี 2004 ถึงปี 2006 ที่ผ่านมาจึงมีการเสนอถึงการออกแบบ Tiled Processor (TP)
ก่อนอื่นเราควรรู้ว่าเทคโนโลยีซีพียูนั้นพยายามประมวลผลแบบขนานโดยโปรแกรมเมอร์ไม่รู้ตัวมาก่อนหน้าที่การออกแบบแบบมัลติคอร์จะได้รับความนิยมเป็นอย่างสูง เช่น Superscalar ที่ตัวซีพียูสามารถตัดสินใจทำงานหลายๆ อย่างพร้อมกันได้โดยผลลัพธ์ไม่แตกต่างจากการทำงานปรกติ หรือจะเป็นเทคโนโลยี VLIW ที่สร้างการทำงานแบบขนานด้วยการให้คอมไพล์เลอร์จัดเรียงคำสั่งให้ซีพียูสามารถดึงเข้าไปทำงานได้ทีละหลายคำสั่งโดยไม่มีผลต่อผลลัพธ์อีกเช่นกัน ปัญหาหลักคือการเพิ่มความเร็วในการทำงานด้วยเทคโนโลยีเหล่านี้มีข้อจำกัดที่ไม่สามารถขยายความเร็วระบบได้อย่างอิสระ และที่แย่กว่านั้นคือการออกแบบเช่นนี้ลดประสิทธิภาพการใช้พลังงานลงเป็นอย่างมาก
การแก้ปัญหาในตอนนี้จึงมีการเสนอการใช้งานซีพียูหลายคอร์ขึ้นมาเพื่อให้ระบบสามารถขยายได้โดยง่าย เช่นการใช้ซีพียูดูอัลคอร์ในทุกวันนี้ ปัญหาคือการเขียนโปรแกรมที่ทำงานแบบเธรดนั้นค่อนข้างยาก และการใช้งานจริงจะมีข้อจำกัดเช่นคอขวดของการส่งผ่านข้อมูลระหว่างคอร์ เนื่องจากทุกคอร์นั้นต้องส่งข้อมูลผ่านบัสร่วมกัน
Tiled Processor แก้ปัญหาทั้งหมดด้วยการออกแบบคอร์ขนาดเล็กจำนวนมาก โดยแต่ละคอร์นั้นมีการเชื่อมต่อกับคอร์ข้างเคียงในรูปแบบตาราง ทำให้ทุกคอร์สามารถส่งข้อมูลไปยังคอร์ข้างเคียงได้ค่อนข้างเร็วมาก
tags: Special Report In-Depth intel Processor
หลังการสาธิตชิประดับ 80 คอร์จากอินเทลด้วยกระแสที่ออกมาเกี่ยวกับการออกแบบ Tiled CPU อย่างต่อเนื่อง ทำให้มีความเป็นไปได้เป็นอย่างยิ่งกว่าเราจะได้เห็นชิปเช่นนี้ในตลาดหลักกันในไม่ช้า ด้วยแนวคิดใหม่ที่ต่างจากการออกแบบชิปแบบมัลติคอร์แบบเดิมๆ ที่ใช้คอร์ความเร็วสูงหลายชุดมาต่อกัน ทำให้ได้ความเร็วที่ดีไม่ว่าจะเป็นการรันโปรแกรมแบบเธรดเดียวในแบบเดิมๆ หรือจะเป็นการรันโปรแกรมแบบหลายเธรดที่ทำให้สามารถใช้งานทุกคอร์ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ แต่การออกแบบ Tiled CPU จะเป็นการออกแบบเพื่อการใช้งานโปรแกรมหลายเธรดโดยเฉพาะ แม้จะทำให้การรันโปรแกรมแบบเธรดเดียวช้าลงไป แต่ประสิทธิภาพในหลายๆ ด้านที่ได้กลับมากลับน่าสนใจเป็นอย่างยิ่ง ก่อนที่ซีพียูในรูปแบบสถาปัตยกรรมเช่นนี้จะมีขายตามห้างไอที เรามาดูกันก่อนดีกว่าว่าการออกแบบชิปแบบใหม่นี้แตกต่างและดีกว่าแบบเดิมๆ อย่างไร
หลังการเปิดตัวชิปแบบมัลติคอร์ไปไม่นาน เป็นที่รู้กันดีว่าการเพิ่มจำนวนคอร์เข้าไปในซีพียูเพื่อเร่งความเร็วเครื่องนั้นจะพบกับขีดจำกัดที่ประมาณ 16 คอร์เนื่องจากคอขวดอื่นๆ เช่น การสื่อสารระหว่างคอร์ การอ่านหน่วยความจำ ตลอดจนข้อจำกัดอื่นๆ เช่นการใช้พลังงานที่สูงขึ้นเรื่อยๆ เพื่อการก้าวข้ามขีดจำกัดเหล่านี้ งานวิจัยใหม่ๆ ตั้งแต่ปี 2004 ถึงปี 2006 ที่ผ่านมาจึงมีการเสนอถึงการออกแบบ Tiled Processor (TP)
ก่อนอื่นเราควรรู้ว่าเทคโนโลยีซีพียูนั้นพยายามประมวลผลแบบขนานโดยโปรแกรมเมอร์ไม่รู้ตัวมาก่อนหน้าที่การออกแบบแบบมัลติคอร์จะได้รับความนิยมเป็นอย่างสูง เช่น Superscalar ที่ตัวซีพียูสามารถตัดสินใจทำงานหลายๆ อย่างพร้อมกันได้โดยผลลัพธ์ไม่แตกต่างจากการทำงานปรกติ หรือจะเป็นเทคโนโลยี VLIW ที่สร้างการทำงานแบบขนานด้วยการให้คอมไพล์เลอร์จัดเรียงคำสั่งให้ซีพียูสามารถดึงเข้าไปทำงานได้ทีละหลายคำสั่งโดยไม่มีผลต่อผลลัพธ์อีกเช่นกัน ปัญหาหลักคือการเพิ่มความเร็วในการทำงานด้วยเทคโนโลยีเหล่านี้มีข้อจำกัดที่ไม่สามารถขยายความเร็วระบบได้อย่างอิสระ และที่แย่กว่านั้นคือการออกแบบเช่นนี้ลดประสิทธิภาพการใช้พลังงานลงเป็นอย่างมาก
การแก้ปัญหาในตอนนี้จึงมีการเสนอการใช้งานซีพียูหลายคอร์ขึ้นมาเพื่อให้ระบบสามารถขยายได้โดยง่าย เช่นการใช้ซีพียูดูอัลคอร์ในทุกวันนี้ ปัญหาคือการเขียนโปรแกรมที่ทำงานแบบเธรดนั้นค่อนข้างยาก และการใช้งานจริงจะมีข้อจำกัดเช่นคอขวดของการส่งผ่านข้อมูลระหว่างคอร์ เนื่องจากทุกคอร์นั้นต้องส่งข้อมูลผ่านบัสร่วมกัน
Tiled Processor แก้ปัญหาทั้งหมดด้วยการออกแบบคอร์ขนาดเล็กจำนวนมาก โดยแต่ละคอร์นั้นมีการเชื่อมต่อกับคอร์ข้างเคียงในรูปแบบตาราง ทำให้ทุกคอร์สามารถส่งข้อมูลไปยังคอร์ข้างเคียงได้ค่อนข้างเร็วมาก
Comment