GPU-nyheder:Tid til endnu en tur på waferscale-computer

Forskere ved University of Illinois i Urbana-Champaign og University of California, Los Angeles, står bag den seneste udvikling af en wafer-skala computer, der sigter mod at være hurtigere, mere energieffektiv, end nutidige modparter.

Ingeniører sigter efter at bruge noget, der kaldes "silicon interconnect fabric" til at bygge en computer med 40 GPU'er på en enkelt siliciumwafer. TechSpot og andre websteder rapporterede om deres arbejde og deres papir, præsenteres i denne måned.

Lidt baggrund om Si-IF:"I løbet af de sidste to årtier, siliciumchips er faldet i størrelse med 1000x, mens pakker på printkort kun er krympet 4x, " sagde UCLA Technology Development Group. En løsning er "silicium interconnect fabric (Si-IF)."

Samuel Moore kl IEEE spektrum har en meget citeret artikel om emnet, hvor han bemærkede resultater:"Simuleringer af denne multiprocessor-monsterhastighedsberegninger næsten 19 gange og reducerer kombinationen af ​​energiforbrug og signalforsinkelse mere end 140 gange."

Nemlig forskningsindsatsen er blandt medlemmer af afdelingen for elektro- og computerteknik, University of California, Los Angeles, og afdeling for elektro- og computerteknik, University of Illinois i Urbana-Champaign. Deres papir har titlen "Architecting Waferscale Processors—A GPU Case Study."

lllinois computer engineering lektor Rakesh Kumar og hans kolleger har allerede startet arbejdet med at bygge en prototype waferscale prototype processorsystem. Gruppen vil udforske det yderligere for at få indsigt i eventuelle problemer, der måtte opstå. De mente, at tiden var moden til at gense waferscale-arkitekturer.

Mark Tyson ind Hexus :"Ingeniører ved University of Illinois Urbana-Champaign og University of California Los Angeles mener, at det er på tide at have endnu et forsøg på at skabe en computer i wafer-skala."

Accenten kan lægges på ordet genbesøg . Holdet skrev i deres papir, "Ikke overraskende, waferscale-processorer blev undersøgt meget i 80'erne. Der var også flere kommercielle forsøg på at bygge waferscale-processorer. Desværre, på trods af løftet, sådanne processorer kunne ikke finde succes i mainstream på grund af udbytteproblemer."

De sagde "jo større størrelse processoren er, jo lavere udbyttet - udbyttet i waferscale i de dage var invaliderende. Vi hævder, at der er sket betydelige fremskridt inden for fremstillings- og emballeringsteknologi siden da, og at det kan være tid til at revidere gennemførligheden af ​​waferscale-processorer."

Illinois computer engineering lektor Rakesh Kumar og hans samarbejdspartnere er indstillet på at gøre sagen for en waferscale computer bestående af så mange som 40 GPU'er. Den bedste overskrift til at minde os om, hvorfor dette er interessant, kan findes på IEEE spektrum . "Hvad er bedre end 40 GPU-baserede servere? En server med 40 GPU'er."

Hvad er specielt:De har standard GPU-chips, der har bestået kvalitetstests – de skaber en teknologi, de kalder silicium interconnect fabric (SiIF) for bedre at forbinde dem.

Shawn Knight ind TechSpot skrev om dette. "Med så tæt integration, " sagde ridder, "fra programmørens perspektiv, det ville ligne en gigantisk GPU i stedet for 40 individuelle GPU'er."

SiIF erstatter printpladen med silicium; der er ikke behov for en chippakke, sagde Moore. Han rapporterede, at de i ét design var i stand til at presse 41 GPU'er ind. "De testede en simulering af dette design og fandt ud af, at det fremskyndede både beregning og bevægelse af data, mens de bruger mindre energi end 40 standard GPU-servere ville have."

Tyson skrev, at "som mange HEXUS læsere vil vide, normalt spreder supercomputere applikationer over hundredvis af GPU'er på separate PCB'er, kommunikerer over langdistanceforbindelser. Sådanne links er langsomme og energiineffektive sammenlignet med sammenkoblinger inden for chiparkitekturen." Han bemærkede, at Kumar talte om at få data fra en GPU til en anden som at skabe en utrolig mængde overhead.

IEEE spektrum 's Moore forklarede deres arbejde mere detaljeret.

"SiIF-waferen er mønstret med et eller flere lag af 2 mikrometer brede kobberforbindelser med en afstand på så lidt som 4 mikrometer fra hinanden. Det kan sammenlignes med det øverste niveau af sammenkoblinger på en chip. På de steder, hvor det er meningen, at GPU'erne skal tilsluttes. , siliciumwaferen er mønstret med korte kobbersøjler med en afstand på ca. 5 mikrometer fra hinanden. GPU'en er justeret over disse, trykket ned, og opvarmet. Denne veletablerede proces, kaldet termisk kompressionsbinding, får kobbersøjlerne til at smelte sammen med GPU'ens kobberforbindelser. "

Deres arbejde fik positive kommentarer. Tyson kaldte det et modigt, men muligvis rettidigt skridt for branchen.

Hvad er det næste? Holdet vil præsentere deres resultater på IEEE International Symposium on High-Performance Computer Architecture. Arrangementet er fra 16. til 20. februar i Washington DC.

© 2019 Science X Network