Čo by ste urobili s 300 jadrami?

Gary Patton, viceprezident IBM Semiconductor Research and Development Center, predniesol vo svojej prednáške na Technologickom fóre Spoločnej platformy minulý týždeň svoju víziu „vysoko integrovaného čipu“. Od tej doby som premýšľal o tom, ako by sa taký čip mohol použiť.

Patton povedal, že by konečne rád videl nové technológie, ako je 3D výroba a kremíková fotonika, integrované do jedného čipu, a opísal 3D čip, ktorý by mal tri roviny. Bolo by logické mať asi 300 jadier CPU. Ďalší by mal pamäť s asi 30 GB zabudovaného DRAM, ktorý sa väčšinou používa ako ďalšia úroveň vyrovnávacej pamäte. Nakoniec by existovala ďalšia fotonická rovina, poskytujúca optickú sieť na čipe, ktorá by sa starala o spojenia vnútri a za čipom a ktorá by pracovala pri rýchlostiach vyšších ako 1 TB za sekundu. To je celkom čip.

Samozrejme by to bol serverový čip. Práve teraz je ťažké premýšľať o tom, čo by sme vlastne urobili s 300 jadrami v stolnom alebo prenosnom počítači, a je pravdepodobné, že bude príliš veľká a príliš horúca na to, aby mohla ísť do mobilného telefónu. Ako vieme, v priebehu času sa technológia sťahuje, takže nikdy nehovorím nikdy. Napriek tomu je celkom ľahké predstaviť si, ako by sa takýto čip mohol použiť v superpočítačoch, najmä v tých, ktoré vyžadujú zložité výpočty. (Moje posledné príspevky týkajúce sa superpočítačov si môžete prečítať tu a tu.)

Vôbec by ma neprekvapilo, keby som to videl v nejakom nástupcovi projektu IBM Watson, ktorý bol pôvodne vytvorený pre Jeopardy! výzvou, ale v súčasnosti sa používa v oblastiach ako zdravotníctvo a financie. Chápem, že tento druh strojového učenia sa zdá byť najvhodnejší pre pomerne silné jadrá, nie pre SIMD (single-instruction, multiple data) veci, ktoré vidíme pri výpočte GPU. A ak by taký čip existoval, spoločnosť IBM by ho pravdepodobne použila vo svojich najvyšších sálových počítačoch.

Takýto čip by sa mohol použiť na veci ako virtualizácia, kde by teoreticky mal byť schopný zvládnuť stovky, možno tisíce virtuálnych strojov. Pre jednotlivé aplikácie však jednoznačne potrebujeme nové druhy paralelného programovania, čo znamená veľké zmeny v spôsobe, akým ľudia píšu aplikácie.

Z historického hľadiska výpočtová technika zaznamenala príchod výkonnejších strojov každých pár rokov a zdá sa, že vždy hľadáme nové spôsoby, ako ich dať do používania - často spôsoby, ktoré sme neočakávali. Koniec koncov, pred desiatimi rokmi si len málokto predstavoval Watsona alebo Hadoopa. V každom prípade je zábavné premýšľať o tom, čo budeme môcť robiť s čipmi nasledujúceho desaťročia.