MIT: Forschungschip vernetzt 36 Cores mit hierarchischem Netzwerk

Busse sind out, ein Netzwerk im Inneren eines Dies ist in: Das meint das MIT, das einen Prozessor mit neuartiger Vernetzung entwickelt hat. Das Konzept erinnert frappierend an ein früheres experimentelles Design von Intel. Die Schaltung des MIT-Chips soll demnächst als Open Source veröffentlicht werden.

Artikel veröffentlicht am ,
36 Cores, jeder mit Router
36 Cores, jeder mit Router (Bild: MIT)

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben einen Scorpio genannten Prozessor mit 36 Kernen entwickelt. Dabei setzen sie nicht auf direkte Verbindungen zwischen den Cores untereinander, sondern auf ein Netzwerk. Jeder der Kerne, im Blockdiagramm "Tile" genannt, besitzt dafür einen eigenen Router.

Stellenmarkt
  1. IT-Mitarbeiter (m/w/d) First-Level-Support
    Stadtwerke Emmendingen GmbH, Emmendingen
  2. Datenkoordinator*in (m/w/d)
    Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Mainz
Detailsuche

Das dadurch aufgespannte Netz ermöglicht es, dass jeder Kern jeden anderen ansprechen kann. Ganz wie beim Routing im Internet sind die Wege dafür nicht fest vorgegeben, das Netzwerk kann je nach Auslastung der einzelnen Kerne und Router die Pfade jederzeit selbst bestimmen. Das sorgt für weniger Aufwand bei der Verschaltung der Kerne als mit den bisherigen breit ausgeführten Bussen, zudem belegt die Kommunikation von einem Kern mit einem anderen stets den gesamten Bus - die anderen müssen warten.

  • Jedes Tile besitzt einen Core sowie einen Router für das On-Chip-Netzwerk. (Bild: MIT)
Jedes Tile besitzt einen Core sowie einen Router für das On-Chip-Netzwerk. (Bild: MIT)

Da die Kerne des MIT-Chips gemeinsam an Aufgaben rechnen sollen, müssen die Inhalte ihrer Caches aber kohärent gehalten werden. Die üblichen Methoden des Lauschens am Bus, auch "Snooping" genannt, sind dafür aber nicht mehr effizient: Daten werden in einem mit Routing vernetzten Chip nicht definiert von Punkt zu Punkt übertragen, jeder Core müsste ständig wissen, was jeder andere tut. Das Netzwerkaufkommen wäre mit 36 Kernen dafür viel zu hoch.

Deshalb gibt es ein zweites Netzwerk, das keine Nutzdaten überträgt. Es arbeitet vom übergeordneten Routing-Netz unabhängig und meldet an alle Kerne stets nur, welcher Core gerade Daten übertragen hat. Offenbar wird dieser dann bis zum Abschluss der Aufgabe mit niedriger Priorität behandelt und kann das Routing nicht mehr stören.

Golem Akademie
  1. Netzwerktechnik Kompaktkurs: virtueller Fünf-Tage-Workshop
    6.–10. Dezember 2021, virtuell
  2. Advanced Python – Fortgeschrittene Programmierthemen: virtueller Zwei-Tage-Workshop
    27.–28. Januar 2022, Virtuell
Weitere IT-Trainings

Damit organisiert sich das Netzwerk ständig selbst hierarchisch neu, es soll damit sehr effizient arbeiten. Zur Architektur der einzelnen Kerne und den Takten macht das MIT bisher keine Angaben, es handelt sich laut dem Blockdiagramm aber um eine recht moderne CPU mit L1-Caches für Daten und Befehle und einem L2-Cache für jeden einzelnen Kern. Wenn weitere Tests mit Prototypen-Chips erfolgreich sind, will das MIT das Design in der Beschreibungssprache Verilog veröffentlichen und unter Open Source stellen, sodass andere den Chip nachbauen können.

Die Vernetzung mittels Routern auf jedem einzelnen Kern hatte Intel bereits 2007 mit seinem Forschungschip 'Polaris' vorgestellt. Im Jahr 2010 wurde der inzwischen "Single Chip Cloud Computer" (SCC) getaufte Baustein auch an Bildungseinrichtungen ausgeliefert. Ob das MIT-Design Verbindungen zum SCC aufweist, konnte Intel auf Anfrage von Golem.de nicht unmittelbar beantworten.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed


Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Giga Factory Berlin
Warum Tesla auf über eine Milliarde Euro verzichten musste

Tesla kann die Milliarde Euro Förderung für die Akkufabrik Grünheide nicht beantragen - weil es sonst zu Verzögerungen beim Einsatz neuer Technik käme.

Giga Factory Berlin: Warum Tesla auf über eine Milliarde Euro verzichten musste
Artikel
  1. Nachhaltigkeit: Kawasaki plant E-Motorräder und Wasserstoff-Verbrenner
    Nachhaltigkeit
    Kawasaki plant E-Motorräder und Wasserstoff-Verbrenner

    Kawasaki will elektrische Antriebe für seine Fahrzeuge entwickeln, 2022 sollen drei Elektromotorräder erscheinen.

  2. Doppelbildschirm: Kickstarterprojekt Slide brauchte 6 Jahre bis zum Erfolg
    Doppelbildschirm
    Kickstarterprojekt Slide brauchte 6 Jahre bis zum Erfolg

    Das Kickstarter-Projekt Slidenjoy kann nach 6 Jahren seinen Doppelbildschirm Slide für Notebooks ausliefern.

  3. Elektroauto: Tesla stellt Model Y in China auf AMD-Ryzen um
    Elektroauto
    Tesla stellt Model Y in China auf AMD-Ryzen um

    Tesla hat in China damit begonnen, den Ryzen von AMD in das Model Y zu verbauen. Käufer berichten von einem viel flüssigerem Scrolling.

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • Black Friday Wochenende • WD Blue SN550 2 TB ab 149€ • LG UltraGear 34GP950G-B 999€ • SanDisk Ultra 3D 500 GB M.2 44€ • Boxsets (u. a. Game of Thrones Blu-ray 79,97€) • Samsung Galaxy S21 128GB 777€ • Premium-Laptops • Cooler Master V850 Platinum 189,90€ • Astro Gaming Headsets [Werbung]
    •  /