Processadores multinúcleo começam a virar mini-internets

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/06/2014

O processador de 36 núcleos possui duas redes, o que permite manter os protocolos usados na arquitetura atual.
[Imagem: Li-Shiuan Peh Group]

Chip-internet

Em 2012, Li-Shiuan Peh, do MIT, nos Estados Unidos, propôs criar uma "mini-internet" no interior dos processadores multinúcleos..

Isso é necessário porque, quanto mais núcleos um processador tem, maior é o problema de comunicação entre eles, que conseguem conversar apenas dois a dois, porque só há um barramento no interior do processador.

Assim, quanto mais núcleos, mais tempo cada um deles tem que ficar esperando sua vez para usar o barramento, o que está minando a estratégia para aumentar a velocidade dos computadores.

Agora, a Dra. Peh e seus alunos demonstraram na prática sua ideia, construindo um processador com 36 núcleos.

Nessa "rede em um chip", em vez de compartilhar um único barramento, cada núcleo é conectado diretamente apenas aos seus vizinhos.

"Você pode acessar seus vizinhos realmente de forma muito rápida e você também passa a ter múltiplas rotas até o seu destino," explica Bhavya Daya, que implementou o primeiro protótipo do chip-internet.

Duas redes em um chip

Na verdade, cada chip tem duas redes, uma rede principal, por onde os dados são trocados, e uma "rede-sombra", que serve para gerenciar a comunicação entre os diversos núcleos, garantindo, por exemplo, a manutenção da coerência do cache.

Cada núcleo tem seu próprio cache, um banco de memória local para guardar os dados mais utilizados. Nos processadores atuais, quando um núcleo precisa de uma parte específica desses dados, ele faz um pedido geral - para todos os núcleos - sabendo que o que vier pelo barramento será a versão mais recente do dado.

No chip-internet, a rede-sombra se incumbe de fazer essa coordenação, permitindo ainda a criação de uma hierarquia, onde cada processador pode fazer sua solicitação de dados e atribuir a ela um nível de importância.

Esse ordenamento hierárquico das solicitações simula o ordenamento cronológico dos chips atuais, garantindo que todos os protocolos internos usados atualmente continuem funcionando na nova arquitetura, que fornece adicionalmente a possibilidade de criação de novos protocolos mais eficientes.

Daya afirma que, agora que o protótipo se mostrou funcional, ela está criando uma versão do Linux adaptada para tirar proveito dos 36 núcleos a fim de avaliar o desempenho do chip-internet em aplicações reais.

Quando as previsões teóricas da equipe forem aferidas, a pesquisadora afirma que irá liberar o projeto do chip, escrito na linguagem Verilog, em código aberto.

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