構架
英國格拉斯哥大學的韋姆·范德堡韋德(Wim Vanderbauwhede)及其在麻省大學洛維爾校區的同行開發了一款集成逾1000個核心的處理器。
研究人員採用了一種名為“現場可程式門陣列”(以下簡稱“FPGA”)的晶片,使得微晶片就像都含有數百萬個電晶體一樣,而電晶體則是任何電路的基本組成部分。不過,FPGA晶片可由用戶安裝到特定電路,它們的功能不是在出廠時就設定好的。這樣一來,用戶可以將電晶體劃分成一個個“小群體”,要求每個“小群體”完成不同的任務。
通過在FPGA晶片內創建1000個微電路,研究人員便將這個晶片變成了1000個核心的處理器——每個核心都可以遵照自己的指令工作。在測試中,FPGA晶片每秒能處理50GB的數據,處理速度大概相當於當前台式機的20倍。但能耗卻相當低。
效率
雖然當前市場上銷售的電腦大多數核心超過一個,可以同時實施不同任務,但傳統多核處理器只能共用一個存儲源,這降低了運算速度。范德堡韋德的研究團隊給每個核心分配一定量的專用存儲空間,從而加快了多核處理器的運算速度。
研究人員利用開發的1000核心處理器運行一個與MPEG格式視頻檔案相關的算法,每秒能處理50GB的數據,相當於當前頂級台式機的約20倍。FPGA沒有套用在標準的計算機上,原因是對FPGA晶片編程相當困難。
發展
千核處理器只是初期概念驗證研究,范德堡·韋德的研究團隊試圖展示對FPGA編程的便捷方式的研究,令其超高速處理的潛力可以更為廣泛地套用於未來的運算器和電子設備上。雖然現有許多技術充分使用FPGA晶片,如等離子電視、液晶電視和電腦網路路由器,但它們在標準台式機上的套用卻十分有限。
但是,包括英特爾和ARM在內的一些廠商已經宣布將開發集成傳統CPU與FPGA晶片的微晶片。因此,研究團隊認為此類處理器會得到更廣泛的套用,有助於在今後幾年進一步提升電腦的運算速度。
從理論上來看,Intel將能夠在8-10年推出擁有1000核心的類似於SCC的處理器。雖然圖形處理器的處理單元已經超過了4000個,但是圖形處理器不能夠運行作業系統或者有效解決真正的複雜問題。