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Una GPU en cada chip

Hola otra vez. Yo soy Simón Sánchez y en el día de hoy vamos a hablar sobre Una GPU en cada chip

Junto con las CPU multinúcleo y la computación en la nube, la GPGPU es una tecnología que continuará alterando la forma en que se realiza la computación en los próximos años. Para el público en general, el fenómeno GPGPU es probablemente el menos visible de los tres que he mencionado, pero podría terminar teniendo un impacto igualmente fuerte.

El efecto más notable de la computación GPU será la forma en que redefine lo que consideramos un procesador genérico. Históricamente, los procesadores especializados son absorbidos por la CPU cuando sus funciones ya no se consideran especializadas. Hemos visto esto con unidades de punto flotante y, más recientemente, con controladores de memoria. (Incluso si se pierde algo de flexibilidad, el modelo integrado es mucho más barato en términos de consumo de energía y espacio). Estamos viendo esta misma capacidad genérica materializándose en las GPU. Hoy en día, estos dispositivos se pueden utilizar para gráficos tradicionales, visualización avanzada y procesamiento de punto flotante / vector. El auge de la computación GPU de propósito general empujará inexorablemente la lógica basada en gráficos al chip de la CPU.

Ya estamos viendo diseños de CPU-GPU de los dos grandes proveedores de chips x86. AMD está liderando el camino con sus procesadores Fusion APU (Unidad de procesamiento acelerado), el primero de los cuales se espera que se presente a principios de 2011. Estos proyectos iniciales se dirigirán al mercado de consumo – computadoras de escritorio y portátiles – donde el procesamiento de video y Las aplicaciones centradas en CPU ya están bien integradas. Los próximos procesadores Sandy Bridge de Intel para el sector del consumidor también incorporarán una GPU en el mismo chip. Al igual que AMD, estos procesadores estarán disponibles a principios de 2011. Para ambos fabricantes de chips, esto representa la primera vez que la CPU y la GPU comparten la misma propiedad de silicio.

Sin embargo, para los entusiastas de la GPGPU, estos primeros proyectos heterogéneos representan realmente tecnologías de transición. En la mayoría de los casos, la GPU integrada se utilizará para gráficos y pantallas tradicionales, y la CPU seguirá manejando la mayor parte de las matemáticas vectoriales y de punto flotante. En ese sentido, habrá algunas características redundantes en estos primeros chips. La mayor ganancia ocurrirá cuando el punto de movimiento de la CPU y la lógica SIMD se fusionen con la GPU. Probablemente sea incorrecto pensar en él como un punto final, ya que es más probable que tenga lugar como una evolución gradual a lo largo de varias generaciones de arquitecturas de procesador.

Antes de eso, deberíamos ver los diseños de CPU-GPU para los chips de servidor. AMD tiene mencionado a tales plataformas, pero no se comprometió con productos o hojas de ruta específicos. Para que esto tenga sentido económico, el proceso de semiconductores deberá ser lo suficientemente pequeño como para tener una CPU y GPU de gama alta en el mismo dado. Esto probablemente no será práctico hasta que sea posible producir chips por debajo del nodo de 32 nm. Además, se requerirá software que pueda aprovechar diseños heterogéneos para respaldar un mercado amplio de estos chips en toda la empresa, no solo para la informática de alto rendimiento. Debido a estas limitaciones, creo que los primeros chips de servidor CPU-GPU serán 2012 y más probablemente 2013.

Entonces, ¿de dónde viene esta NVIDIA sin CPU? Por el momento, la compañía se encuentra en la cima del mercado de computadoras GPGPU, pero no tiene planes públicos para complementar sus GPU de gama alta con una CPU. Al menos por el momento, NVIDIA parece contenta con perseguir el mercado de la computación GPU con dispositivos discretos, como sus productos Tesla, conectados de forma remota a procesadores x86.

Irónicamente, sin embargo, cuanto más exitoso es NVIDIA en la construcción de un negocio GPGPU e introduciendo más aplicaciones, mayor es la demanda de integración de CPU. Y si tanto AMD como Intel comienzan a ofrecer productos CPU-GPU de gama alta, el negocio de GPU discretas de NVIDIA se verá afectado.

Vale la pena señalar que NVIDIA en realidad tiene una plataforma CPU-GPU en su línea actual de procesadores Tegra para dispositivos móviles. La CPU en este caso es el procesador ARM, un pequeño chip compacto que es muy popular para plataformas de bajo consumo como los teléfonos móviles. No está muy lejos de pensar que NVIDIA está diseñando un chip que combina sus GPU de clase CUDA con CPU ARM. Esta semana, la startup Smooth-Stone revelado construirá servidores basados ​​en procesadores ARM. Si estos pueden establecerse en los centros de datos, un chip de servidor NVIDIA Tesla-ARM se vería muy interesante.

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