אינטל: מעבד עם אלף ליבות? ממש לא מדע בדיוני

באוניברסיטת גלאזגו יצרו קונספט, באינטל יצרו שבב בעל 48 ליבות, וכולם מסכימים: מעבדים עם אלף ליבות אפשריים, ובקרוב

באוניברסיטת גלאזגו (University of Glasgow) חשף הדוקטור בעל השם הבלתי אפשרי Wim Vanderbauwhede מעבד "אולטרה מהיר" בעל 1000 ליבות, המניח יסודות למעבדים מהירים ו"ירוקים" יותר מכל מה שראינו עד כה. ליצירת מעבד הקונספט השתמשו החוקרים בשבב מסוג FPGA (ר"ת Field Programmable Gate Array) הניתן לתכנון ושינוי בגמישות רבה, ויצרו בו 1000 חלקים שונים, אשר כל אחד עובד ומתפקד בנפרד, ובעל זכרון ייעודי משלו (בניגוד לזכרון הכללי המשמש מעבדים מרובי ליבות כיום) – ובכך יצרו את הקונספט של מעבד בעל 1000 ליבות. החוקרים הדגימו את המהירות העצומה אליה יכול להגיע מעבד הקונספט בכך שהריצו אלגוריתם מתוך סרט בפורמט MPEG, והגיעו למהירות של כ-5 ג'יגה בייט לשניה, המהירה פי 20 מהמהירות שאליה מגיעים מעבדים מתקדמים כיום, לטענתם.

שבב 48 הליבות של אינטל: עכשיו תתחילו להכפיל אותו

בערך באותו זמן, התראיין המהנדס טימותי מטסון (Timothy Mattson ) מאינטל, ודיבר על שבב ה-SCC (ר"ת Single-chip Cloud Computer) בעל 48 הליבות אותו הציגה אינטל בכנס ה-Supercomputer 2010 בנובמבר, כאשר גם לו היו כמה וכמה תובנות לחדש לגבי הריאליות של מעבדים בעלי מספר ליבות עצום שכזה.
השבב שהציגה אינטל מכיל 24 אריחים על פיסת סיליקון אחת, שבכל אחד מהם 2 ליבות x86, כאשר כל אחת מהליבות יכולה להפעיל מערכת הפעלה ולתפקד באופן עצמאי, לכל אחת מהליבות זכרון L2 משלה (הזכרונות נפרדים ואינם נגישים לליבות האחרות, בכדי לפשט את יצירת השבב), כל אחד מהאריחים מסוגל לתפקד בתדר משלו (וכל ארבעה אריחים מסוגלים לקבל תדר שונה), והאריחים מסוגלים לתקשר ביניהם בטכניקה המעניקה רוחב פס דו צדדי של 256GBps.

מטסון טוען שחישוב פשוט לפי עקרון חוק מור (Moore's law) יביא למסקנה שמעבדים בעלי 1000 ליבות יכולים להגיע אלינו כבר בעוד 10-8 שנים. לפי מטסון, מספר הרכיבים שמעבד יכול להכיל מוכפל בכל דור, כאשר דור משמעותו שנתיים לערך בעולמה של אינטל, ומכאן שהמעבד הנסיוני בעל 48 הליבות שנבנה יכול להגיע למספר הקסום בתוך כעשור, כאשר עקב אכילס של האידיליה המוצגת כאן היא השאלה- האם מפעליה של אינטל יוכלו לעמוד בקצב ההכפלה המטורף הזה.

לסיום, מטסון משתף את הקוראים בבעיות נוספות הכרוכות בהגשמת החזון מרובה הליבות, ביניהן חוק אמדל (Amdahl's law) שלפיו מספר הליבות הרב לא יוכל להיות מנוצל ללא שיפור מתאים של שאר חלקי המערכת (המחשב), מציאת ארכיטקטורה וטכניקה שתאפשר תקשורת בין חלקים רבים כל כך בצורה יעילה, ומציאת שימושים לכח עיבוד מקבילי רב כל כך- שכן חישובים ושימושים מסויימים לא יתקשו להפיק תועלת ממערך שכזה.

מהחידושים והגילויים שנחשפים בפנינו כאן, ובנוסף להצהרה של IBM על טכניקה ליצירת מעבדים מהירים פי אלף, עולה תמונה אופטימית למדי לגבי עתידם של המעבדים מרובי הליבות המוכרים לנו- נראה שהם לא סתם עוד תחנת עצירה בדרך לאבולוציה נוספת, הם כאן כדי להישאר.