Intel onthult 1TB/s chip

Tijdens de Hot Chips 2023 conferentie heeft Yankee powerhouse Intel een nieuw schot gelost in de 'chipoorlog' door de PIUMA (Programmable Integrated Unified Memory Architecture) centrale verwerkingseenheid (CPU) te onthullen, die deel uitmaakt van het HIVE (Hierarchical Identify Verify Exploit) programma van het US Department of Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), dat zich richt op het verbeteren van de prestaties in petabyte-schaal grafiekanalyses.

De zes kernen van PIUMA bevatten elk zesenzestig threads, waardoor ze gegevens kunnen verwerken met een snelheid van 1 terabyte per seconde. De chip verbruikt slechts 75 W stroom, waarvan slechts 59% naar de gebruikte silicium optische interconnecties gaat en 21% naar de kernen. De chip maakt gebruik van een 7 nm fin field-effect transistor (FinFET)-processor van het Taiwanese monopolie TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacuring Company Limited) met een standaard Ball Grid Array (BGA)-interface.

De gegevensoverdracht vindt plaats via fotonische siliciumchiplets, die Ayar Labs maakt. Vier chiplets zetten de elektrische signalen die door de microprocessor gaan om in optische signalen die door 32 single-mode optische vezels gedragen worden. Elke vezel verzendt gegevens met een snelheid van 32 GB/s, wat een maximale bandbreedte van 1 TB/s oplevert. Fotonische connectoren die aan de zijkanten van de chip hangen, maken verbindingen met andere chips mogelijk. Het externe optische netwerk van Hyper X biedt alle verbindingen voor elke verwerkingskern. Tot twee miljoen cores kunnen op deze manier worden verbonden met een latentie van minder dan 400 nanoseconden.

Vergeleken met de x86 Instruction Set Architecture (ISA) die sinds de jaren 1970 door Intel wordt gebruikt, gebruikt PIUMA een Reduced Instruction Set Computer (RISC) architectuur, die niet dezelfde schaalproblemen ondervindt als x86 en die beter geschikt is voor parallelle verwerking, energiezuiniger is en acht keer betere single-threaded prestaties levert voor taken die door DARPA zijn gespecificeerd.

Het vooruitzicht van optische mesh-to-mesh interconnecties is de drijvende kracht achter het onderzoek van NVIDIA, Intel en Ayar Labs, dat gericht is op oplossingen die op grote schaal kunnen worden ingezet. De reuzen zien optische interconnectoren als een nieuwe techniek voor gegevensoverdracht, die een hogere bandbreedte, een lagere latentie en een lager stroomverbruik biedt in vergelijking met traditionele chip-naar-chip technieken voor gegevensoverdracht.

Vertaling door Robert Steuckers