Ingezonden persbericht


()

Futuristische Intel-chip maakt ongekende computertoepassingen mogelijk

Samenvatting:

· Intel Labs Europe levert belangrijke bijdrage aan een concept-chip die de prestaties, interne communicatie en stroomgebruik van chips in de volgende decennia drastisch verbetert
· Concept-chip bevat het grootste aantal Intel Architecture (IA) computerkernen dat tot nu toe op één siliciumchip is geïntegreerd (48 kernen), maar gebruikt slechts evenveel stroom als twee standaard gloeilampen
· Processors worden zo intelligent dat computers op visuele wijze met mensen kunnen communiceren.

scc-h-wafer-klein
Kontich, 2 december 2009 - Onderzoekers van Intel Labs hebben in Duitsland een experimentele Intel-processor met 48-kernen gedemonstreerd. Deze chip zorgt voor een revolutie in de manier waarop laptops, pc's en servers vandaag worden ontworpen. Deze futuristische chip bevat 10 tot 20 maal zo veel rekenkernen ('cores') als de populaire Intel Core-processors van nu. Het uiteindelijke doel van deze onderzoeksinspanningen is om toekomstige computers ongekend groeipotentieel te bieden, waardoor geheel nieuwe software­toepassingen mogelijk worden en we op totaal nieuwe manieren met computers zullen omgaan.

Intel wil de industrie en de wetenschappelijke wereld graag betrekken bij deze ontwikkelingen. Daarom stelt het bedrijf ruim honderd van deze experimentele chips beschikbaar voor concreet onderzoek naar nieuwe softwaretoepassingen en programmeermodellen.

In de loop van 2010 brengt Intel processors op de markt met zes en acht kernen. Intels prototype bevat niet minder dan 48 volledig programmeerbare Intel rekenkernen - het grootste aantal dat tot nu toe op één enkele chip is aangebracht. Daarnaast bevat de chip snelle netwerk­verbindingen om informatie uit te wisselen en geheel nieuwe technologieën voor stroombesparing. Die zorgen ervoor dat alle 48 cores zeer energiezuinig werken: 25 Watt in inactieve modus en 125 Watt bij maximale belasting. Dat is ongeveer evenveel als de Intel-processors van vandaag of als twee standaard gloeilampen.

Intel wil onderzoeken hoe de vele kernen in deze experimentele chip zo optimaal mogelijk kunnen samenwerken en die kennis toepassen in de standaard Intel-chips van morgen. Laptops met een dergelijke verwerkingscapaciteit kunnen straks heel nauwkeurig 'zien' - net zoals mensen objecten en beweging kunnen waarnemen. Je computer wordt op die manier bijvoorbeeld een virtuele dansleraar en je laptop met 3D-camera toont je hoe je eruit zou zien met de kleren die nog in het winkelrek hangen, hoe de stof valt en of de kleur je staat.

Bij deze vorm van interactie is er geen toetsenbord, afstandbediening of joystick voor games meer nodig. Sommige onderzoekers menen zelfs dat computers in staat zullen zijn om hersengolven rechtstreeks te meten. Zo hoef je alleen maar aan opdrachten te denken, bijvoorbeeld tekst dicteren, en het gebeurt zonder te spreken of te typen.

Intel Labs heeft deze testchip de bijnaam 'single-chip cloud computer' gegeven, omdat hij op vergelijkbare manier is georganiseerd als de grote datacenters voor cloudcomputing. Daarin vormen vele computers samen een complex rekencentrum dat via Internet allerlei diensten aanbiedt aan miljoenen gebruikers, zoals online bankieren, sociale netwerken en online winkels. De zogeheten 'cloud datacenters' bestaan uit tientallen tot duizenden computers die via een fysiek kabelnetwerk met elkaar zijn verbonden. Zware taken en enorme datasets worden binnen dit netwerk verdeeld en parallel verwerkt. De nieuwe, experimentele chip van Intel gebruikt een vergelijkbare benadering, waarbij de 'computers' en 'netwerken' nu echter zijn geïntegreerd op één enkele siliciumchip ter grootte van een postzegel. Op die manier wordt het aantal computers dat nodig is voor een cloud datacenter drastisch verminderd.

"Met een dergelijke chip kun je je voorstellen dat een cloud datacenter van de toekomst vele malen minder energie gebruikt dan vandaag, met aanzienlijke ruimte- en energiebesparingen tot gevolg", zegt Justin Rattner, hoofd van Intel Labs en Intels Chief Technology Officer. "Ik verwacht dat deze geavanceerde concepten in de loop van de tijd ook toegepast zullen worden in alledaagse apparaten, net zoals in de automobielindustrie tegenwoordig airbags en ABS-remsystemen in vrijwel alle auto's te vinden zijn."

Intelligent dataverkeer tussen kernen
De conceptchip bevat zeer snelle netwerkverbindingen tussen de verschillende kernen, waardoor ze zeer efficiënt informatie en data kunnen uitwisselen. Deze techniek zorgt voor aanzienlijk snellere communicatie en beter energiegebruik ten opzichte van de datacenters van vandaag. De datapakketten moeten op de chip immers nog maar enkele millimeters afleggen - in plaats van tientallen meters naar een andere computer.

Applicatiesoftware kan via dit netwerk binnen enkele microseconden informatie rechtstreeks tussen verschillende kernen uitwisselen en moet niet langer data oproepen uit trager geheugen dat zich buiten de chip bevindt. Applicaties kunnen ook dynamisch bepalen welke kernen gebruikt moeten worden voor een specifieke taak op een specifiek moment. Zo kunnen de prestaties en het stroomgebruik optimaal worden afgestemd op de actuele behoeften.

Gerelateerde taken kunnen op nabijgelegen kernen verwerkt worden. De resultaten kunnen zelfs direct naar de volgende kern in de 'productielijn' gestuurd worden, om zo de totale prestaties te optimaliseren. De softwarematige controle maakt het verder mogelijk om het voltage en de kloksnelheid van iedere kern apart te beheren. Kernen kunnen in- en uitgeschakeld worden, of hun prestaties kunnen worden aangepast, om op ieder geven moment zo weinig mogelijk stroom te gebruiken.

Software uitdagingen
Het programmeren voor processors met meerdere kernen is een bekende uitdaging voor de industrie, nu computer- en softwaremakers zich opmaken voor vele kernen op één enkele chip. Met het prototype kunnen dezelfde programmeermethodes worden toegepast die vandaag al worden gebruikt in software voor cloud datacenters. Onderzoekers van Intel, HP en Yahoos Open Cirrus-platform zijn al gestart met het overzetten van cloudtoepassingen naar deze 48 IA kern-chip. Daarvoor maken ze gebruik van Hadoop, een Java-softwareframework dat data-intensieve, gedistribueerde toepassingen ondersteunt.

Intel is van plan om honderd of meer van deze experimentele chips te produceren voor tientallen industriële en wetenschappelijke onderzoekers over de hele wereld. Het doel is om nieuwe softwaretoepassingen en programmeermodellen te ontwikkelen voor toekomstige 'multi-kern processors. Een van de Europese instituten die de Intel-chip zal gebruiken voor onderzoek, is het Zwitserse ETH Zürich.

"We zijn erg enthousiast over Intels single-chip cloud computer", zegt Prof. Timothy Roscoe, van ETH Zürichs Computer Science Department Systems Group. "In ons Barrelfish-project ontwerpen we OS-architecturen voor toekomstige multi-kern systemen. Het geheugensysteem van de chip en de mogelijkheid om data door te geven van de ene kern naar de andere, sluiten uitstekend aan op ons werk en het is voor ons dan ook een ideaal instrument om onze ideeën te testen en te valideren."

Dit is de nieuwste mijlpaal van Intels Tera-scale Computer Research Programma, dat oplossingen zoekt voor het uitbreiden van het aantal kernen op een chip van tientallen naar honderden. De chip is geproduceerd door drie samenwerkende Intel Labs, in Bangalore (India), Braunschweig (Duitsland) en Hillsboro (VS). Intel Braunschweig, onderdeel van Intel Labs Europe, ontwierp de processorkernen, de gespecialiseerde hardware waarmee de kernen zeer snel met elkaar kunnen communiceren, en een energiezuinige geheugencontroller die geoptimaliseerd is voor een multi-kern ontwerp. Het Duitse team was ook verantwoordelijk voor de validatie van de gehele chip. Dankzij hun speciale emulatietechnologie kon het wereldwijde team al software- en hardware­concepten testen nog voordat de chip daadwerkelijk werd geproduceerd. Hierdoor werd de ontwerptijd met ongeveer de helft verkort en kon software sneller ontwikkeld worden. Meer details over de architectuur van de chip en de geïntegreerde circuits worden naar verwachting in februari 2010 bekendgemaakt tijdens de International Solid State Circuits Conference.


Noot voor redacties