KiloCore: Processador com 1.000 núcleos vira realidade

Redação do Site Inovação Tecnológica -  20/06/2016

O chip inteiro consome apenas 0,7 watts, o que significa que ele poderia ser alimentado por uma única bateria AA. [Imagem: Andy Fell/UC Davis]

Processador com mil núcleos

Uma equipe da Universidade da Califórnia em Davis, nos EUA, projetou e construiu um chip multinúcleo (multicore) contendo 1.000 processadores programáveis independentemente.

O KiloCore tem uma taxa máxima de cálculo de 1,78 trilhão de instruções por segundo e contém 621 milhões de transistores de alta eficiência elétrica.

Brent Bohnenstiehl, que desenvolveu a arquitetura do processador "MilNúcleos", explica que, como cada núcleo tem seu próprio clock independente, cada um pode se desligar para economizar ainda mais energia quando não estiver sendo usado.

Isto torna com o KiloCore o processador multinúcleos energeticamente mais eficiente já demonstrado: os mil processadores podem executar 115 bilhões de instruções por segundo dissipando apenas 0,7 watts, o que significa que ele poderia ser alimentado por uma única bateria AA. No geral, o KiloCore é mais de 100 vezes mais eficiente em termos de consumo de energia do que um processador de notebook moderno.

O chip KiloCore foi fabricado em um laboratório da IBM usando tecnologia CMOS de 32 nm, indicando que há margem para melhoria de sua eficiência e velocidade.

Núcleos independentes

No KiloCore, cada núcleo pode executar seu próprio programa independentemente dos outros, o que é uma abordagem fundamentalmente mais flexível do que a abordagem SIMD (Single-Instruction Multiple-Data) utilizada por processadores como as GPUs, usadas nas placas gráficas. A ideia é quebrar uma aplicação em muitas partes pequenas, cada uma das quais pode ser executada em paralelo em diferentes processadores, o que permite maior produtividade com menor uso de energia.

Os núcleos individuais funcionam com uma frequência máxima de 1,78 GHz, e transferem dados diretamente um ao outro, em vez de utilizar uma área de memória comum, que poderia se tornar um gargalo de dados.

A equipe já desenvolveu aplicações para o chip de mil núcleos, incluindo codificação e decodificação de transmissões sem fios, processamento de vídeo, criptografia e outros envolvendo grandes quantidades de dados paralelos, tais como aplicações de dados científicos e processamento de registros de centrais de dados.

Embora muitos chips com uma quantidade de processadores bem maior do que os modelos comerciais venham sendo criados ao longo dos anos, nenhum havia excedido cerca de 300 processadores, de acordo com um levantamento feito pela equipe do professor Bevan Baas. A maioria foi criada para fins de pesquisa e poucos são vendidos comercialmente - igualmente, ainda não há previsão de comercialização do KiloCore.