"KiloCore": Forscher entwickeln Prozessor mit 1.000 Kernen

21. Juni 2016, 11:54
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Bis zu 1,9 GHz und individuell programmierbare Cores – ermöglicht gleichzeitige Bewältigung verschiedener Rechenaufgaben

Moderne Desktoprechner und Laptops laufen heute allesamt mit Mehrkern-Prozessoren. Zwei bis acht Kerne bieten die meisten CPUs auf und ermöglichen damit eine effizientere Abarbeitung von Rechenaufträgen. Auch Smartphones und andere mobile Begleiter setzen schon lange auf Multicore-Chips.

Einen neuen Kern-Rekord haben nun Forscher der University of California in Davis aufgestellt. Das Team von Bevan Baas beschäftigt sich dort schon länger mit der Flexibilisierung von Computersystemen. Dort wurde etwa der "AsAP 2" entwickelt, ein Prozessor mit 167 Kernen. Ein Wert, den man mit dem "KiloCore" gleich um ein mehrfaches selbst übertroffen hat. Es handelt sich um den ersten Prozessor mit 1.000 Kernen, der auf dem diesjährigen VLSI-Symposium vorgestellt wurde.

16 Bit, 72 Instruktionen

Für die Verwendung in handelsüblichen Computersystemen sind derlei Erfindungen freilich nicht gedacht. Während diese üblicherweise 64-Bit-CPUs nutzen, operiert KiloCore mit einer deutlich geringeren Rechentiefe von 16 Bit. Seine Stärke ist die Annahme und Abarbeitung von vielen parallelen, einfachen Instruktionen, während die meisten Chips vor allem auf komplexere Gleitkomma-Operationen getrimmt sind. Das Repertoire des Experimental-Rechners umfasst 72 verschiedene Befehle.

Bis zu 1,78 GHz – also 1,78 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde – erreicht der KiloCore stabil. Maximal kann die Rechenleistung auf 1,87 GHz hochschnellen. Er zeichnet sich allerdings mit hoher Energieeffizenz aus. Seine Leistungsaufnahme liegt im Betrieb mit 115 MHz bei gerade einmal 1,3 Watt, 13 Watt verbraucht er, wenn er mit einem GHz läuft. Aufgrund der niedrigen Betriebsspannung ließe er sich bei geringer Beanspruchung theoretisch mit einer normalen AA-Batterie betreiben.

Individuell programmierbare Kerne

Jeder Kern nutzt 128 x 40 Bit Instruktionsspeicher, 256 x 16 Bit Datenspeicher sowie zwölf 64 KB-SRAM-Blöcke, erläutert Heise. Durch den Verzicht auf einen eigenen Cache wird zum niedrigen Energiebedarf beigetragen. Die Kerne können Daten direkt untereinander übertragen.

Die Kerne des Rechners sind einzeln ansteuerbar, sodass die CPU sich gleichzeitig effizient für viele verschiedene Aufgaben nutzen lässt. Einige Anwendungen gibt es bereits, etwa im Bereich der Verschlüsselung, Videoverarbeitung und wissenschaftlicher Berechnungen. (gpi, 21.06.2016)

  • 1.000 Kerne versammeln sich am KiloCore.
    foto: uc davis

    1.000 Kerne versammeln sich am KiloCore.

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