Теги → open computе project

Open Compute Project разрабатывает унифицированный интерфейс для чиплетов

Чипы с несколькими кристаллами в единой упаковке, такие, как AMD Rome, активно покоряют рынок. У отдельного кристалла в таких чипах есть уже устоявшееся название — чиплет.

Использование чиплетов вместо единого кристалла большей площади позволяет оптимизировать техпроцесс и снизить себестоимость производства сложных процессоров; существенно упрощается и масштабирование, а конфигурацию можно делать более разнообразной. У этой технологии есть свои недостатки, но Open Compute Project предлагает решение, сообщает WikiChip Fuse.

Эволюция микросхем по версии ODSA

Эволюция микросхем по версии ODSA

Чиплеты сегодня используют многие. Не только AMD перешла от монолитных процессорных ядер к «наборным процессорам», аналогичную компоновку имеют чипы Intel Stratix 10 или Huawei Kunpeng. Подобная архитектура в теории позволяет добиться большей гибкости, но на практике производители применяют собственные системы интерконнекта (для AMD это Infinity Fabric), что ограничивает варианты компоновки чипа арсеналом одного производителя и его союзников.

Преимущества чиплетной архитектуры

Преимущества чиплетной архитектуры

Intel совместно с DARPA дают ответ на эту проблему в виде продвижения открытого стандарта интерконнекта под названием Advanced Interface Bus (AIB). Но это не единственное решение: Open Compute Project в марте 2019 года объявил о создании подгруппы Open Domain-Specific Architecture (ODSA), в число задач которой вошла разработка простого, открытого и гибкого физического интерфейса для соединения чиплетов меж собой. Прототип такого интерфейса получил название Bunch of Wires (BoW), в сентябре прошлого года были опубликованы его спецификации версии 0.7.

Открытый межчиплетный интерфейс позволит создавать комплексные решения

Открытый межчиплетный интерфейс позволит создавать комплексные решения

ODSA активно работает и над другими вопросами, неизбежно возникающими при создании любого единого стандарта — в частности, группа разрабатывает рабочие и бизнес-процессы, которые помогут производителям создавать общие продукты на базе различных чиплетов. Протокол обмена информацией носит название Chiplet Design Exchange (CDX) и пока имеет версию 0.9. В разработке участвуют zGlue, Ayar Labs, Microsoft Azure и Netronome.

Конечная цель ODSA — единый рынок совместимых чиплетов

Конечная цель ODSA — единый рынок совместимых чиплетов

Прогресс у ODSA солидный: на момент первой встречи группы в 2018 году в неё вошло лишь семь компаний-разработчиков, но к настоящему моменту число участников почти достигло сотни. Проведено три семинара с участием таких гигантов, как Samsung, Intel и IBM. Но предстоит разрешить ещё немало трудностей. Как считает глава ODSA, Бапи Виннакота (Bapi Vinnakota), проблема лежит глубже создания единого физического интерфейса. Разные чиплеты имеют разную функциональность и потребуется разработка и согласование единого набора коммуникационных возможностей.

Предстоит также решить ряд вопросов с упаковкой и тестированием мультичиплетных решений, создать и предоставить средства разработки, разобраться с вопросами интеллектуальной собственности и ценобразования, и многое, многое другое.

Рынок микросхем, использующих чиплеты разных разработчиков и производителей ещё не устоялся, поэтому пока предсказать, чей подход победит — Intel/DARPA или ODSA сложно. Однако прототипы решений с AIB уже существуют. Например, именно эту систему интерконнекта выбрала Ayar Labs при проектировании оптического трансивера TeraPHY.

Google и Rackspace разрушат монополию Intel с помощью платформ IBM

В феврале произошло одно важное событие. Компания Google вошла в консорциум открытых компьютерных систем Open Compute Project. Консорциум Open Compute Project организован компанией Facebook около пяти лет назад, чтобы помочь независимым компаниям в создании доступных, взаимозаменяемых и свободных от всяческих проприетарных барьеров серверных систем. В основе открытых серверов Facebook лежала x86-совместимая платформа. Формально — с участием Intel и AMD, а по факту — одной только компании Intel. В серверах, как известно, на каждую сотню процессоров сегодня приходится 98 процессоров Intel и только 2 процессора AMD. Позже Facebook начала разработку платформ, комбинирующих на одной системной плате x86-совместимые процессоры и процессоры на архитектуре ARM. Но с этим пока туго.

Facebook

Facebook

Компания Google, как и все прочие, тоже «сидит на игле» Intel x86. Попытка избежать зависимости от платформ Intel была сделана компанией три года назад, когда Google, IBM и NVIDIA объявили о создании альтернативной открытой компьютерной платформы OpenPower. В составе платформ OpenPower могли быть только процессоры IBM и ускорители NVIDIA. По понятным причинам команда OpenPower вынуждена была играть против Open Compute Project. Увы, компания IBM упустила монополию на суперсистемы гораздо раньше. Альянс OpenPower не сильно ей помог, поэтому зимой 2014 года IBM вошла в консорциум Open Compute Project. Вошла и вошла. Это не добавило популярности платформам OpenPower. Поэтому присоединение Google к консорциуму Open Compute Project был неизбежен, что и произошло в феврале нынешнего года.

Как оказалось, Google всё-таки планирует разрушить монополию Intel на серверные платформы. Согласно официальному пресс-релизу IBM и Google, компания Google совместно с компанией Rackspace создали спецификации эталонной серверной платформы на базе процессоров IBM Power9. Эта платформа носит кодовое имя «Barreleye». Партнёры готовят спецификации для передачи в Open Compute Project и рассчитывают, что игроки рынка серверов поддержат переход на альтернативную платформу.

Facebook

Facebook

В то же время надо понимать, что без всесторонней программной поддержки платформа IBM Power9 обречена на провал. В компании Google признают, что невозможно взять и перейти на новую платформу. Но в Google уже создали ряд совместимых с архитектурой IBM приложений — аналоги популярных программ на x86-совместимом коде — и готовят почву, чтобы в будущем отказаться от платформ Intel.

Facebook уже присматривает место для памяти Intel 3D XPoint

На прошлой неделе стартовал саммит Open Compute Project (OCP) 2016. Инициатором идеи «открытых компьютерных проектов» была компания Facebook, что произошло свыше пяти лет назад. Необходимость в открытых вычислительных архитектурах была продиктована тем, что Facebook, как и другие крупнейшие компании IT-сектора, самостоятельно проектировала серверы и ЦОД для собственных нужд. В ходе проектирования неизбежно возникали проблемы взаимозаменяемости комплектующих, а также существовали ограничения, связанные с лицензированием интерфейсов, компоновки и многого другого. Открытые архитектуры, в свою очередь, давали возможность сократить средства на разработку и эксплуатацию систем.

Facebook

Facebook

На сегодня идею Open Compute Project поддержали многие разработчики и производители комплектующих. В частности, в группу поддержки вошли компании Intel, AMD, Seagate, Microsoft и другие крупные бренды. При этом начинание Facebook открыто игнорировали компании IBM, Google и NVIDIA. И это неспроста. В середине 2013 года, примерно через два с половиной года после старта идеи Open Compute Project, компании IBM, Google, NVIDIA, Mellanox и Tyan организовали свой открытый консорциум — OpenPower.

Использование бренда IBM Power в названии консорциума намекало на то, что места в архитектурах OpenPower сильно ограничены. Вряд ли компании AMD и Intel могли рассчитывать попасть в RISC-платформы IBM, как и в полном объёме не было там места компании Microsoft. Зато компания Google могла рассчитывать увидеть интересную альтернативу серверам на x86-совместимых платформах. Каково же было удивление участников саммита OCP 2016, когда компания Google сообщила о присоединении к инициативе Facebook Open Compute Project!

Facebook

Facebook

Громадный опыт компании Google в проектировании серверных платформ сразу же дал о себе знать. Представители компании сразу внесли несколько предложений по улучшению открытых серверных платформ. Так, Google рекомендует сделать питание стоек 48-вольтовым, а не 12-вольтовым и смешанным, как сегодня. По мнению разработчиков, это снизит потери при преобразовании питания и сэкономит до 30 % энергии. Кроме этого компания выступила с интересной идеей выпускать стандартные блоки с несколькими жёсткими дисками в одном корпусе. Менять накопители «пачками» ей представляется более удобным.

48-вольтовая стойка Google (Google)

48-вольтовая стойка Google (Google)

Отдельно надо упомянуть о желании компании Facebook использовать в своих продуктах память 3D XPoint, разработанную компаниями Intel и Micron. В настоящий момент в руках инженеров Facebook лишь ранние образцы новой энергонезависимой памяти. В компании не раскрывают деталей, но признают, что память 3D XPoint может занять один из уровней в иерархии подсистем памяти. Будет ли это использование 3D XPoint в качестве оперативной памяти в серверах, или установка накопителей на 3D XPoint в системы хранения данных, неизвестно. Пока понятно одно — поддержка Facebook более чем положительно скажется на рыночной судьбе 3D XPoint.

Наконец, из других интересных решений для открытых серверных платформ отметим стоечные библиотеки на накопителях Blu-ray и адаптеры Microsoft для аппаратного шифрования данных на лету. Библиотеки Freeze-Ray нового поколения представила компания Panasonic. Они предназначены для хранения так называемых «холодных данных», к которым очень редки обращения. Оптические приводы в стойках работают с 300-Гбайт дисками Blu-ray и могут хранить 1,6 петабайт данных на стойку со скоростью обмена 60 Мбайт/с для каждого привода.

Стоечная библиотека Freeze-Ray Panasonic на приводах Blu-ray (Panasonic)

Стоечная библиотека Freeze-Ray Panasonic на приводах Blu-ray (Panasonic)

Что касается компании Microsoft, то она показала карту расширения SmartNIC на базе FPGA-матрицы. Адаптер устанавливается в сервер и шифрует данные на лету. Правда, пока компания не в состоянии вооружить все свои серверы подобным решением, поэтому эта услуга клиентам компании всё ещё недоступна.

Стартап REX Computing обещает создать многоядерный процессор с открытой архитектурой

Стартап — слово очень популярное, под ним скрываются разные смыслы, идеи и пути их воплощения. Иногда это просто обман и жажда наживы, иногда обычное желание заработать, но в некоторых случаях за достаточно смелыми предпринимателями стоят действительно неординарные идеи, иногда такого масштаба, что «безумству храбрых» можно только петь песни. К последнему типу относится и REX Computing, предприятие, затеянное двумя молодыми жителями штата Калифорния, Томасом Сомерсом и Полом Себексеном (Thomas Sohmers and Paul Sebexen). Они замахнулись, ни много ни мало, на создание новой открытой процессорной архитектуры, да не простой, а обещающей произвести переворот в мире кластеров и суперкомпьютеров. Разработчики понимают всю чудовищную сложность стоящей перед ними задачи, но, тем не менее, полагают, что первый дизайн нового процессорного ядра будет закончен уже в январе следующего года, после чего REX Computing сделает его открытым для всех. Для проекта OCP (Open Compute Project) данная разработка должна стать первой, которая воплотится в реальном кремнии.

Одно вычислительное ядро процессора Neo

Одно вычислительное ядро процессора Neo

 

Ожидается, что готовый процессор Neo будет иметь площадь кристалла около 80 квадратных миллиметров, но на этом кристалле будут размещаться 256 вычислительных ядер, каждое из которых, в свою очередь, будет включать в себя 64-битный ALU, IEEE-совместимый блок «плавающей математики» и 128 килобайт памяти SRAM. Общаться ядра между собой должны посредством шин с пропускной способностью 16 Гбайт/с. По задумкам разработчиков, «сеть» из 16 таких чипов будет управляться единым «чипсетом» под названием GaMMU. Создание такого чипа-супервизора может стать наиболее сложной задачей проекта, поскольку в его составе, помимо контроллеров памяти и подсистем ввода-вывода, должен присутствовать эффективный менеджер распределения ресурсов, способный оптимальным образом задействовать ресурсы 16-процессорной 4096-ядерной вычислительной сети. Первые прототипы GaMMU будут представлять собой соответствующим образом запрограммированные ПЛИС. Контроллер будет работать под управлением Linux; для постановки задачи сети процессоров Neo планируется использовать С, C Unified или Erlang.

Архитектура системы в целом

Архитектура системы в целом

Если дела у REX Computing пойдут хорошо, то их детище, по словам разработчиков, сможет продемонстрировать производительность порядка 50 гигафлопс на ватт, причём на двойной точности вычислений. Заявление весьма смелое, что и говорить, но если оно окажется правдой хотя бы наполовину, то новая архитектура может стать основой для мощных вычислительных платформ, предназначенных для использования в самых разнообразных отраслях — от обработки результатов научных экспериментов и создания самообучающихся машинных систем до геологоразведки новых нефтегазовых месторождений. Пока же основатели REX Computing находятся в самом начале сложного и весьма тернистого пути. Пожелаем им удачи и понадеемся на то, что этот стартап не окажется очередным громким заявлением, за которым не стоит ничего.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥