Zhejiang Big Chip: китайский удар по доминированию США в сфере суперкомпьютеров

[Sepultura_North]

Zhejiang Big Chip: китайский удар по доминированию США в сфере суперкомпьютеров​

5 января, 2024
256 ядер уже есть, на подходе ещё 1600 — и все на одном кристалле.

Учёные из Института вычислительной техники Китайской академии наук недавно представили многочиплетный комплекс Zhejiang Big Chip с 256 ядрами. В планах исследователей — масштабирование дизайна до 1600-ядерных чипов, использующих целый кристалл в качестве единого вычислительного устройства.
С каждым новым поколением чипов становится всё сложнее увеличивать плотность транзисторов, поэтому производители ищут другие способы повышения производительности процессоров. Это включает в себя инновации в архитектуре, увеличение размеров кристалла, многочиплетные дизайны и даже чипы на весь кристалл. Последнее до сих пор удавалось только американской компании Cerebras.

Китайские разработчики уже построили многочиплетный дизайн на 256 ядер и исследуют возможности создания чипа на весь кристалл. Многочиплетный дизайн Zhejiang Big Chip состоит из 16 чиплетов, содержащих по 16 ядер RISC-V каждый, соединённых друг с другом в симметричной мультипроцессорной конфигурации с помощью сети на кристалле, что позволяет чиплетам обмениваться памятью.

Каждый такой чиплет имеет несколько интерфейсов соединения для связи с соседними чиплетами через 2.5D-интерпозер. Исследователи утверждают, что дизайн потенциально масштабируем до 100 чиплетов или до 1600 ядер.

Чиплеты Zhejiang производятся на 22-нанометровом технологическом процессе, предположительно компанией Semiconductor Manufacturing International Corp. (SMIC (Semiconductor Manufacturing International Corporation) - это китайская компания, специализирующаяся на производстве полупроводниковых чипов. Она была основана в 2000 году и сейчас является одной из ведущих полупроводниковых компаний в Китае.

Компания занимается разработкой и производством различных типов полупроводниковых изделий, включая микросхемы, логические элементы, датчики, контроллеры памяти и другие электронные компоненты. Она предлагает услуги по производству на заказ, а значит другие компании могут заказать у SMIC производство полупроводниковых чипов по своим спецификациям и дизайнам.

SMIC играет ключевую роль в развитии полупроводниковой промышленности в Китае, а также активно сотрудничает с различными технологическими партнерами и клиентами по всему миру.
Сколько энергии будет потреблять сборка на 1600 ядер, ещё неизвестно, но в теории это бы значительно оптимизировало энергопотребление и производительность.

Многочиплетные дизайны могут использоваться для создания процессоров для Экзаскейл-вычисления (Exascale computing) относятся к вычислительным системам, способным выполнять как минимум один экзафлопс, то есть один квинтиллион операций с плавающей запятой в секунду. Экзаскейл-вычисления представляют собой значительное улучшение в способности обрабатывать огромные объемы данных и проводить сложные симуляции, что имеет огромное значение в таких областях, как климатические исследования, биомедицина, материаловедение, ядерная физика и т.д. Эти системы также могут играть ключевую роль в развитии искусственного интеллекта и глубокого обучения, обрабатывая и анализируя беспрецедентные объёмы данных.

Cуперкомпьютеров, что уже делают AMD (Advanced Micro Devices, Inc.) - это американская компания, которая производит и поставляет различные типы электронной компонентов и устройств, в том числе процессоры, графические процессоры, микросхемы памяти и другие компоненты. Они являются одной из крупнейших компаний в мире, которая занимается разработкой и производством процессоров для персональных компьютеров и серверов, конкурируя с Intel. Они так же вложились в области искусственного интеллекта, интегрируя его в свои процессоры и ускорители для облегчения и ускорения машинного обучения.
АМD и Intel – американская корпорация, которая занимается производством широкого спектра электронных устройств и компьютерных компонентов, в частности микропроцессоры и наборы системной логики. Почти 100 % акций компании находится в свободном обращении на фондовых биржах.

Корпорация Intel является одним из крупнейших в мире производителей микропроцессоров, который занимает 75% рынка. Среди основных клиентов компании выделяют производителей персональных компьютеров Dell и Hewlett-Packard. Помимо микропроцессоров, Intel также занимается выпуском полупроводниковых компонентов для промышленного и сетевого оборудования.
Исследователи предлагают использовать многоуровневую иерархию памяти для таких сборок, что может внести трудности в программирование таких устройств.


Дизайн Big Chip также может использовать такие технологии, как оптико-электронные вычисления, вычисления рядом с памятью (Near-Memory Computing) и трёхмерный стековый кэш. Однако в статье не приводится конкретных деталей реализации этих технологий или решения вызовов, которые они могут представлять в проектировании и создании таких сложных систем.

Несмотря на все трудности на пути к реализации подобных проектов, стремление к созданию всё более производительных компьютеров, в конечном итоге, принесёт плоды в виде новых технологических достижений, которые в будущем определённо изменят наш мир.