El primer chip con mil procesadores

Se ha presentado públicamente un microchip que contiene 1.000 procesadores programables independientes. El chip "KiloCore", energéticamente eficiente, tiene una tasa máxima de computación de 1,78 billones (millones de millones) de instrucciones por segundo y contiene 621 millones de transistores.

La arquitectura del chip la ha diseñado el equipo de Bevan Baas y Brent Bohnenstiehl, de la Universidad de California en Davis (Estados Unidos). Hasta donde saben Baas y sus colegas, es el primer chip de 1.000 procesadores del mundo, y el procesador de mayor velocidad de reloj diseñado hasta ahora en una universidad.

Si bien se han creado otros chips de múltiples procesadores, ninguno pasó de 300, a juzgar por los datos reunidos en una revisión hecha por el equipo de Baas. La mayoría fueron creados para investigación y pocos se venden comercialmente. El chip KiloCore fue construido por IBM usando su tecnología CMOS de 32 nm.

Cada núcleo de procesador puede ejecutar su propio pequeño programa de forma independiente de los demás, lo cual es un método fundamentalmente más flexible que los utilizados en otros procesadores, como las GPUs, que emplean una arquitectura de instrucción única para datos múltiples; la idea es descomponer una aplicación en muchos trozos pequeños, cada uno de los cuales sea ejecutable en paralelo sobre diferentes procesadores, permitiendo un alto rendimiento con un uso de energía más bajo.

Dividiendo los programas entre una gran cantidad de núcleos de procesador, el chip KiloCore diseñado en la Universidad de California en Davis puede funcionar a velocidades de reloj altas con eficiencia energética elevada. (Foto: Andy Fell/UC Davis)

Dado que cada procesador tiene su propio reloj, puede apagarse para ahorrar más energía cuando no se le necesita. Los núcleos operan a una frecuencia de reloj máxima promedio de 1,78 GHz, y transfieren datos directamente entre sí en vez de usar un área común de memoria que podría convertirse en un cuello de botella para ellos.

El chip es el procesador con núcleos múltiples más eficiente desde el punto de vista energético del que se tenga conocimiento, según Baas. Por ejemplo, los 1.000 procesadores pueden ejecutar 115.000 millones de instrucciones por segundo gastando solo 0,7 vatios, cifra lo bastante baja como para poder ser alimentado con una única pila AA. El chip KiloCore ejecuta instrucciones con una eficiencia más de 100 veces mayor que la de un moderno procesador de ordenador portátil.

Entre las aplicaciones ya desarrolladas para el chip se hallan la decodificación/codificación inalámbrica, el procesamiento de video, la encriptación, y otras que implican manejar grandes cantidades de datos en paralelo, como las aplicaciones de datos científicos y el procesamiento de registros en centros de datos.

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