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UC Davis entwickelt Prozessor mit 1.000 Kernen

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ucdavisStudenten der UC Davis in Kalifornien haben einen Prozessor entwickelt, der über 1.000 Kerne verfügt. Für High-End-Desktop-Prozessoren sind Designs mit mehreren Dutzend CPU-Kernen inzwischen keine Seltenheit mehr. So kommt der Intel Xeon E7-8890 v4 auf 24 Kerne, die mit 2,4 GHz arbeiten. In speziellen Anwendungsbereichen kann es durchaus auch Sinn machen noch mehr Prozessorkerne einzusetzen. Ein Beispiel sind Netzwerkprozessoren in Routern, Switches oder Backbones, die inzwischen auf bis zu 100 Cortex-A53-Kerne kommen. Bei den GPUs stellt sich die Situation mit den Shadereinheiten, die auch ale einzelne Rechenkerne verstanden werden können, noch einmal etwas anders dar. Hier haben wir inzwischen GPUs gesehen, die wie die Fiji-GPU von AMD auf 4.096 oder die P100-GPU von NVIDIA auf 3.584 Shadereinheiten kommen.

Der von den Studenten in den USA entwickelte Prozessor stellt aber eine kleine Besonderheit dar, denn es handelt sich beim KiloCore um einen Chip, der aus 621 Millionen Transistoren eine Rechenleistung von 1,78 TLOPS herausholt. Damit ist er deutlich weniger komplex als ein großer Prozessor oder eine große GPU. Gefertigt wird der Prozessor durch IBM im recht grobschlächtigen 32-nm-Prozess – aber auch dies ist angesichts der Einsatzbereiches kein echter Kritikpunkt.

KiloCore-Prozessor mit 1.000 Kernen
KiloCore-Prozessor mit 1.000 Kernen

Jeder einzelne der 1.000 Prozessorkerne kann ein eigenes kleines Programm ausführen. Damit unterscheidet er sich maßgeblich von anderen Designs, die eher einen Single-Instruction-Multiple-Data-Ansatz (SIMD) sehen. Dabei werden große Daten oder Berechnungen in viele kleine Abschnitte aufgeteilt und ausgeführt. Jeder der einzelnen Prozessorkerne des KiloCore kann unabhängig voneinander getaktet werden. Maximal ist ein Takt von 1,78 GHz möglich. Der Austausch von Daten kann ebenfalls direkt zwischen den Prozessorkernen erfolgen. Die hohe Effizienz wird auch durch die Tatsache unterstrichen, dass der KiloCore-Prozessor 115 Milliarden Rechenoperationen bei einer Leistungsaufnahme von gerade einmal 0,7 W ausführen kann. Dabei wäre es theoretisch möglich den Prozessor mit nur einer AA-Batterie zu betreiben. Im Vergleich zu den aktuellen Notebook-Prozessoren ist der KiloCore um den Faktor 100 effizienter.

Der Prozessor soll nun versuchsweise in Anwendungen wie dem Wireless Coding/Decoding, Videoprocessing, Verschlüsselung, aber auch zur Verarbeitung von wissenschaftlichen Daten verwendet werden. Ein solcher Prozessor ist wegen seines Designs und der eingesetzten Architektur nicht mit klassischer Desktop-Hardware zu vergleichen. Daher werden die Anwendungsgebiete auch extrem eingeschränkt sein und es sich bei einem solchen Prozessor immer um ein Nischenprodukt handeln.

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Kommentare (10)

#1
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Oberstabsgefreiter
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I/O Panel nur 1 oder wie ?
#2
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Flottillenadmiral
Beiträge: 4451
Wo auf dem Bild ist überhaupt dieser KiloCore Prozessor?
#3
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Bergisch Gladbach
Vizeadmiral
Beiträge: 6243
Zitat Minutourus;24690140
Wo auf dem Bild ist überhaupt dieser KiloCore Prozessor?

Ironie ?. Ist doch unschwer zu erkennen :D
#4
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Im sonnigen Süden
Admiral
Beiträge: 9060
Jedenfalls sehr interessant, wobei man bei den Fähigkeiten wohl etwas mehr unterscheiden müsste, denn "kleine Programme ausführen" können die tausenden Shader von Grafikkarten auch und bei GPU computing zerstückelt man genau so wie beschrieben, das große Problem in viele kleine.

Eventuell sind die Kerne selbstständig touring-vollständig, das wäre was!
#5
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Registriert seit: 05.10.2008
AT - NÖ
Flottillenadmiral
Beiträge: 4451
Zitat SystemX;24690167
Ironie ?. Ist doch unschwer zu erkennen :D


Nein ernsthaft, ist es das Teil auf dem Developer Board, oder dahinter unter dem Lüfter oder das Teil das vor dem Developer Board liegt?

Sorry, ich kenne mich nur ansatzweise mit HW Entwicklung aus, wenn ich raten würde dann wäre es vermutlich das Teil auf dem Developer Board...

Was sind den die anderen Teile die da zu sehen sind? Finde es halt interessant....
#6
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Registriert seit: 14.06.2009
Hamburg
Korvettenkapitän
Beiträge: 2120
Irgendwas mit euren Zahlen kommt nicht hin :)
Hier ist das Paper, welches auf der in der Quelle genannten Konferenz vorgestellt wurde: A 5.8 pJ/Op 115 Billion Ops/sec, to 1.78 Trillion Ops/sec 32nm 1000-Processor Array
In diesem wird sogar explizit euer Beispiel mit den 115 Milliarden Rechenoperationen genannt, dies jedoch bei einer Leistungsaufnahme von 1,3 Watt. Dabei wird der Chip mit 115 Mhz getaktet (geil zu rechnen bei genau 1000 Cores ;) ). Bei den auch im Artikel genannten ~1,8Ghz braucht er bereits 40 Watt. Das ändert natürlich nichts daran, dass es eine wirklich beeindruckende Entwicklung ist!

Minutourus auf dem Bild siehst du denke ich folgendes:
In dem Plastikträger im Vordergrund dürften sich einige Testchips befinden (also die Fotoqualität ist ja überschaubar, aber es könnten wirklich die nackten Siliziumchips sein).
Dahinter das eigentliche Entwicklerbord mit der kontaktierten CPU in der Mitte. Die ganzen Anschlüsse zu den Seiten dürften für die Datenanbindung zuständig sein, wobei mich da der große Leiterquerschnitt wundert...
Im Hintergrund liegt ein FPGA-Board von Xilinx
#7
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Registriert seit: 28.10.2006

Vizeadmiral
Beiträge: 6737
Das im Hintergrund ist keine Netzwerkkarte, sondern ein FPGA-Board von Xilinx ;)
#8
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Registriert seit: 14.06.2009
Hamburg
Korvettenkapitän
Beiträge: 2120
Danke, hatte ich noch nicht in der Hand! Wofür sind die Anschlüsse rechts bzw hast du mal nen Link zu der Serie?
Ich dachte, es sei sowas: http://www.hitechglobal.com/Boards/V6HXT_PCIE_SFP+.htm
Liebe Grüße
#9
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Registriert seit: 28.10.2006

Vizeadmiral
Beiträge: 6737
Die sind tatsächlich für Netwerk-SFPS. http://www.xilinx.com/products/boards-and-kits/dk-v7-vc709-g.html Dürfte das hier sein. Solche in der Art haben wir zuhauf rumfahren :fresse:
#10
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Registriert seit: 30.12.2015
Hamburg
Bootsmann
Beiträge: 630
Zitat herrhannes;24690857
Solche in der Art haben wir zuhauf rumfahren :fresse:
Kosten doch ''nur'' 5000 Dollar :banana:
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