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英特爾:發展Exascale運算要先掃除功耗障礙

上網時間: 2012年07月17日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:並行處理  parallelism  Exascale  功耗障礙  petaflop 

英特爾(Intel)院士Shekhar Borkar日前指出,由於並行處理(parallelism)和製程微縮的進展,Exascale運算可望在這個十年內成真,然而,除非能克服基本的功耗障礙,否則仍無法充份發揮應用潛力。

Borkar在Semicon West的主題演講上指出,大約在2018年,工程師們便可望開發出比當前最先進petaflop系統性能再提升1,000倍的Exascale超級電腦

如果歷史能帶來任何啟發,那麼,在Exascale超級電腦問世約10年後,這種技術就會開始走入電腦,最終會進入行動通訊系統,Borkar表示。

然而,以目前的趨勢來看,Exascale電腦消耗的電力非常驚人,Borkar說。他指出,今天,最艱鉅的挑戰,是去建立一個僅消耗20MW電力的Exascale運算系統。

若工程師們能使用新技術開發出僅消耗20MW電力的Exascale系統,那麼,相同的技術也能用來大幅降低一些較低性能系統的功耗,例如,一些僅消耗20mW功率的giga-scale系統可用在小型玩具中,而一些較大型,消耗約20微瓦的mega-scale系統則可用在心律監測器之中。

“在1960年代,mega-scale可是超級電腦等級,”Borkar說。

英特爾院士 Fellow Shekhar 在SEMICON West展會發表演說。

Borkar表示,在運算領域的前進道路中,研究人員除了提升每一顆電晶體的能效外,也致力於為每一種運算作業降低功耗。傳統的CMOS微縮技術能同時就這兩部份提供改善,他說,但改善的幅度卻愈來愈不能滿足需求。他進一步指出,在電路級,每一顆電晶體的功耗下降幅度事實上和過去相差無幾。

“顯然,我們還有很多工作要做,而非僅著重在製程微縮,”Borkar表示。

Borkar指出,關閉電源電壓可提高能效。但這樣做卻會帶來副作用──即洩漏功耗的降低幅度並不如總功耗,這意味著洩漏功耗將在總功耗中佔更大比重。

Borkar表示,近閾值電壓電路設計可同時降低總功耗並提高能效。“顯然,這是極具前景的技術。不過,當你開始解決能效問題時,洩漏功耗就將佔據主導地位了。”

Borkar接著提出了一些建議。他首先強調,當大家都在談論雲端運算之際,「本地運算」的重要性也非常值得關注。他同時指出,用於移動資料的通訊技術,如藍牙(Bluetooth), 乙太網路和 Wi-Fi 等,所消耗的功率遠超過那些晶片或系統內部的本地運算。“顯然,資料移動的功耗將主導未來,”Borkar說。

編譯: Joy Teng

(參考原文: Intel keynoter: Power consumption hurdles litter path to exascale computing ,by Dylan McGrath)





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