DARPA планирует трансформировать дизайн ЦП, быстрее использовать микросхемы

Не секрет, что в последние несколько лет эффективность вычислений общего назначения в значительной степени застряла в бездействии, причем усовершенствования верхнего уровня ограничены однозначным увеличением. У DARPA есть план оживления производительности ЦП, коренным образом изменяя, как мы разрабатываем чипы, и это подход, который может принести реальные выгоды, по крайней мере, в некоторых областях.

Одна концепция DARPA требует пересмотра того, как мы думаем о архитектурах процессоров. Это связано с концепцией, которую мы обсуждали пять лет назад, в которой конкретные приложения могут быть реализованы на аппаратном уровне, что потенциально может привести к огромным улучшениям производительности. Это также частичный ответ на проблему темного кремния. Закон Мура увеличил плотность транзисторов, но без Dennard Scaling у нас нет возможности сразу превратить весь этот кремний. Один из способов эффективного использования - сопоставить с ней очень специфические функции, которые обычно выполняются в фоновом режиме, но могут извлечь выгоду из работы чрезвычайно эффективно.

Другие изучаемые архитектурные концепции включают программно-аппаратные средства, которые могут переконфигурировать себя в мелкозернистых временных масштабах для оптимального выполнения рабочих нагрузок на основе анализа того типа работы, которую вы выполняете. Другая, получившая название «специфичная для домена система на чипе», представляет собой инициативу по изучению того, какие общие строительные блоки должны присутствовать на SoC, чтобы обеспечить эффективную, гибкую, на лету реконфигурацию - например, для радиосвязи , Требуются ли специализированные блоки ускорителя или могут ли быть выполнены другие действия?

Но архитектуры процессоров - это не единственное место, где DARPA хочет переосмыслить вычисления. Как поясняет IEEE Spectrum, его новая инициатива Craft требует расширить возможности небольших проектных команд для создания гораздо более крупного оборудования и сократить сложность перехода на новый узел на целых 80 процентов. Существует также набор программ для проектирования полупроводников, Idea и Posh, которые пытаются захватить пересечение между Electronic Design Automation (EDA) и машинным интеллектом. В идеале, поскольку вы разрабатываете SoCs, ваше программное обеспечение для дизайна само по себе станет более интеллектуальным и улучшит свою работу. Между тем, Posh сосредоточен на создании аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом и создании основы для создания блоков, которые могут быть основой для любого будущего проекта.

Есть еще более подробная информация о том, как эти новые инициативы вписываются в существующие проекты IEEE Spectrum и как организация надеется начать исследования в области вычислительной техники. Статья хорошо стоит прочитать целиком. Большая часть охвата, который вы видите в полупроводниках в наши дни, часто сталкивается с тем, как инженеры борются с еще более сложной битвой, чтобы выжать меньше и меньше производительности из кремния. Это приводит к мрачному чтению в целом, и повседневные события не очень помогают изменить это.

Инициативы, подобные этим, подчеркивают, что по-прежнему существуют идеи о том, как улучшить производительность вычислений. Они по-прежнему сильно тронуты - совсем не ясно, например, что кто-нибудь когда-либо будет строить процессор, который фактически проверяет электронную почту или выполняет функции приложения на аппаратном уровне. Но усилия по созданию программного и аппаратного обеспечения, которые работают более тесно для повышения производительности, вероятно, являются ключевым методом, который мы будем использовать в будущем.

Ранее DARPA заявлял, что с 1978 года по настоящее время усовершенствования архитектуры ЦП обеспечивают 50-кратное повышение производительности ЦП по сравнению с улучшением в 1000 раз, обеспечиваемым увеличенными тактовыми импульсами ЦП. Когда часы процессора застряли ниже 5 ГГц, и на этом фронте не ожидается никаких близких улучшений, поиск способов использования тактовой частоты и параметров конфигурации, которые мы используем более эффективно, - это единственный способ улучшить производительность процессора.