Najbardziej wydajny energetycznie procesor?

Najnowsza generacja procesorów Godson 3B opracowana przez Chińską Akademię Nauk (Chinese Academy of Science) to ośmiordzeniowe układy składające się z 582 milionów tranzystorów i produkowane przez firmę STMicroelectronics w technologii 65 nanometrów. Osiem rdzeni procesorowych bazuje na architekturze MIPS64, która została rozszerzona o liczne rozkazy umożliwiające emulację x86.

Przy częstotliwości taktowania 1,0. GHz Godson 3B osiąga ze swoją jednostką wektorową 128 GFlops przy podwójnej dokładności (lub 256 GFlops przy pojedynczej dokładności) i pobiera przy tym jedynie 40 watów. Opowiadający o nowym układzie Weiwu Hu określił wydajność energetyczną na poziomie 3,2 GFlops jako najlepszy wynik wśród wszystkich nowoczesnych procesorów o dużej mocy obliczeniowej. W porównaniu tym gorzej wypadają intelowski procesor Westmere z ubiegłego roku (1,3 GFlops/W) oraz IBM Power7 (także z 2010 roku, 1,5 GFlops/W).

W celu oszczędzania energii twórcy Godsona zastosowali mieszaninę statycznych i dynamicznych bramek CMOS; jedynymi komponentami dynamicznymi są te, w których trwa walka o czas (tablice rejestrów, RAM i pamięć podręczna). Dzięki agresywnemu bramkowaniu zegara, częstotliwość taktowania jest utrzymywana na niskim poziomie dla mniej obciążonych obszarów. Komórki bramkowania dbają także o całkowite wyłączenie nieużywanych komponentów. W celu zahamowania statycznego zużycia energii stosowane są trzy rodzaje tranzystorów z różnymi poziomami napięcia progowego. Jedynie 0,1 procent całego układu pracuje z komórkami o najniższym progu napięcia: są one szczególnie szybkie, wymagają jednak najwyższej mocy statycznej. Interfejs DDR2/DDR3 uzyskuje w trybie DDR2 przepustowość transferu danych na poziomie 12,8 GB na sekundę przy napięciu 1,8 wolta. W trybie DDR3 Godson 3. uzyskuje maksymalnie 25,6 GB/s przy 1,5 V.

Jak poinformował Hu, w lecie tego roku powinien zostać uruchomiony superkomputer Dawning 6000, który będzie wyposażony w 3000 procesorów typu Godson 3B. Ma on osiągnąć około 300 TFlops w benchmarku Linpack, co powinno zapewnić mu miejsce w czołówce listy 500 najszybszych superkomputerów świata. pierwszy superkomputer zbudowany na podstawie architektury MIPS jest notowany na tej liście od 2004 roku.

wydanie internetowe www.heise-online.pl