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La actual versión de Piton tiene unas dimensiones de 6x6mm y cuenta con más de 460 millones de transistores

Piton, un nuevo chip más eficiente y escalable para revolucionar los centros de datos

Como alguien decía no hace mucho, la nube no es otra cosa que el ordenador de otro. Lo que pasa es que ese «ordenador de otro» no es, ni mucho menos, como el que podemos tener en casa. Los centros de datos donde se alojan los servicios basados en la nube pueden llegar a ser naves gigantescas donde se suceden las hileras de servidores, cables y aparatos refrigeradores.

Los chips que controlan toda esa infraestructura no son muy diferentes de los que controlan el ordenador personal que usamos a diario, pero el trabajo que tienen que realizar es inmensamente más exigente. Por eso, una de las líneas de investigación que se siguen en los laboratorios tecnológicos es, lograr chips mucho más eficientes, preparados para soportar las necesidades de los grandes centros de datos, con millones de peticiones simultáneas que requieren una velocidad de respuesta inmediata… y si a eso le sumamos que sea escalable y que el consumo energético no se resienta, tenemos el chip ideal por el que suspiran los ingenieros.

¿Eureka?

Piton, en referencia a los pitones de escalada, es el nombre con el que los investigadores de la Universidad de Princeton han bautizado el nuevo chip que han desarrollado, afirmando que se trata de una estructura capaz de aumentar considerablemente la velocidad de procesamiento sin apenas notar el gasto energético. La arquitectura de este chip sería totalmente escalable, con un diseño que permite ensamblar desde unas pocas docenas de unidades de procesamiento o núcleos, hasta varios miles. La misma arquitectura permite que miles de chips se conecten entre sí en un único sistema donde se contienen millones de núcleos.

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Según los ingenieros del departamento de Ciencias de la Computación de Princeton, responsables de Piton, el procesador está pensado para acoplarse específicamente a los centros de datos y la nube, es mucho más eficiente un también más barato. El diseño del chip aprovecha la concordancia entre los programas que se ejecutan simultáneamente en el mismo chip mediante el proceso de ejecución inspirado en lo que hacen los ciclistas cuando van al rebufo de otro ciclista más adelantado para ahorrar energía. Dado que en un centro de datos es frecuente que los usuarios ejecuten múltiples programas basados en operaciones similares para el procesador, Piton es capaz de reconocerlos y ejecutar las mismas instrucciones consecutivamente, de manera que fluyen una tras otra. En cifras esto puede suponer aumentar la eficiencia energética en un 20% respecto a los núcleos estándar.

Otra de las innovaciones de Piton es su capacidad para regular el tráfico de memoria a la hora de que el chip tenga que competir con programas que se ejecutan en la memoria de un ordenador ajeno. La función de Piton es hacer de policía de tráfico en medio de una intersección ocupada, con lo que debe tener en cuenta las necesidades de cada uno de los programas y la forma de ajustar las peticiones de memoria para que el sistema no se colapse. Para los ingenieros de Princeton, este sistema permite aumentar el rendimiento en un 18%.

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En cuanto a la gestión de la caché, Piton también alcanza una velocidad mucho mayor que la de cualquier ordenador, fundamentalmente porque, en lugar de compartir la caché entre todos los núcleos del chip, ha creado áreas de la caché y ha asignado núcleos específicos para este fin, con lo que la eficiencia del sistema puede aumentar un 29% aplicada a una arquitectura de 1.024 núcleos, ahorro que podría multiplicarse si el número de núcleos se cuenta en millones.

La actual versión de Piton tiene unas dimensiones de 6x6mm y cuenta con más de 460 millones de transistores, cada uno de los cuales mide 32 nm. Si la mayoría de los ordenadores personales tienen entre 4 y 8 núcleos, la mayor parte de los transistores forman parte de 25 núcleos. Si más núcleos suponen más velocidad de procesamiento para poder ejecutar operaciones en paralelo, está claro que el objetivo de la industria para los centros de datos está en hacer trabajar juntos más núcleos cada vez. Se han llegado a crear chips con varias docenas de núcleos, pero gracias a la escalabilidad de Piton podrían llegar a acoplarse miles de núcleos en un solo chip, con la mitad de mil millones de núcleos en el centro de datos.

Fuente: TechXplore

Imágenes: Universidad de Princeton (Imagen de portada: matriz dentro del paquete de chips. Interior 1: foto al microscopio de la esquina del procesador Piton con zoom sobre el logo. Interior 2: Muestra de 25 núcleos).

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