DARPA planea transformar el diseño de la CPU, impulsar chips más rápidos

Oblea de silicio

No es ningún secreto que el rendimiento informático de uso general se ha quedado estancado en gran medida en inactivo estos últimos años, con mejoras de alto nivel limitadas a aumentos de un solo dígito. DARPA tiene un plan para revitalizar el rendimiento de la CPU cambiando fundamentalmente la forma en que diseñamos los chips, y es un enfoque que podría generar beneficios reales en al menos algunas áreas.

Un concepto de DARPA requiere una revisión de nuestra forma de pensar sobre las arquitecturas de CPU. Está relacionado con un concepto que discutimos hace cinco años, en el que aplicaciones específicas podrían implementarse en hardware, lo que podría ofrecer enormes mejoras de rendimiento. También es una respuesta parcial al problema del silicio oscuro. La ley de Moore ha aumentado la densidad de transistores, pero sin Escala de Dennard no tenemos la capacidad de encender todo ese silicio a la vez. Una forma de usarlo de manera eficaz es asignarle funciones muy específicas que normalmente se ejecutarían en segundo plano, pero que podrían beneficiarse de una ejecución extremadamente eficiente.

Otros conceptos arquitectónicos que se están explorando incluyen hardware definido por software: hardware que puede reconfigurarse a sí mismo en escalas de tiempo precisas para ejecutar cargas de trabajo de manera óptima en función de su análisis del tipo de trabajo que está haciendo. El otro, denominado 'sistema específico de dominio en chip', es una iniciativa para explorar qué tipos de bloques de construcción comunes deberían estar presentes en un SoC para permitir una reconfiguración efectiva, flexible y sobre la marcha, por ejemplo, para la comunicación por radio. . ¿Se requieren bloques aceleradores especializados o se puede realizar el trabajo de otras formas?



GreenDroid

La arquitectura GreenDroid fue diseñada para usar coprocesadores dedicados y especializados para muchas tareas.

Pero las arquitecturas de CPU no son el único lugar donde DARPA quiere reinventar la informática. Como IEEE Spectrum detalles, su nueva iniciativa Craft quiere capacitar a pequeños equipos de diseño para que construyan hardware mucho más grande y reducir la dificultad de moverse a un nuevo nodo hasta en un 80 por ciento. También hay un conjunto de programas de diseño de semiconductores, Idea y Posh, que intentan capturar la intersección entre Electronic Design Automation (EDA) y la inteligencia de las máquinas. Idealmente, a medida que diseña SoC, su software de diseño se volvería más inteligente y mejoraría en su trabajo. Posh, mientras tanto, se centra en la creación de hardware de código abierto y en garantizar que se cree una base de bloques de construcción que pueda ser la base para cualquier proyecto futuro.

Hay incluso más detalles sobre cómo estas nuevas iniciativas encajan en los proyectos IEEE Spectrum existentes y cómo la organización espera impulsar la investigación en áreas de la informática. Vale la pena leer el artículo en su totalidad. La mayor parte de la cobertura que se ve en los semiconductores en estos días a menudo se refiere a cómo los ingenieros están librando una batalla cada vez más difícil para obtener cada vez menos rendimiento del silicio. Es una lectura sombría en general y los desarrollos del día a día no hacen mucho para cambiar eso.

Iniciativas como estas enfatizan que hay son Todavía ideas sobre cómo mejorar el rendimiento informático. Todavía están muy advertidos: no está del todo claro, por ejemplo, que alguien alguna vez construya una CPU que realmente verifique el correo electrónico o realice funciones de aplicación en hardware. Pero el esfuerzo por crear software y hardware que trabajen juntos de manera más íntima para mejorar el rendimiento es probablemente un método clave que utilizaremos en el futuro.

DARPA ha declarado anteriormente que desde 1978 hasta el día de hoy, las mejoras en la arquitectura de la CPU representan una mejora de 50 veces en el rendimiento de la CPU, en comparación con la mejora de 1,000 veces proporcionada por el aumento de los relojes de la CPU. Con los relojes de la CPU atascados por debajo de 5 GHz y sin mejoras conocidas a corto plazo en ese frente, encontrar formas de usar la velocidad del reloj y las opciones de configuración que tenemos de manera más efectiva es la única forma en que seguiremos mejorando el rendimiento de la CPU.

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