KiloCore, CPU con 1.000 core a basso consumo

Da diversi anni è finita la corsa alla massima frequenza di clock per fare posto alle architetture multi-core. Il “record” attuale per i processori general-purpose è detenuto dallo Xeon E7-8890v4 (24 core) di Intel. I ricercatori della University of California, Davis hanno progettato KiloCore, una CPU con 1.000 core programmabili in maniera indipendente che può essere compiti specifici. La sua caratteristica principale è l’elevata efficienza energetica.

KiloCore, presentato nel corso di una conferenza dedicata alla tecnologia VLSI, è il primo processore a 1.000 core e quello con la frequenza più alta mai sviluppato all’interno di una università. Bevan Baas, professore del Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica, ha sottolineato che sono stati già progettati processori simili, ma nessuno ha superato i 300 core. KiloCore è stato realizzato con il processo produttivo CMOS a 32 nanometri di IBM e integra 621 milioni di transistor. Il chip sfrutta un approccio SIMD (Single Instruction Multiple Data) per suddividere un’applicazione in piccoli pezzi, ognuno dei quali viene eseguito in parallelo su diversi core. Si ottengono così un elevato throughput e consumi ridotti.

Ogni core ha una frequenza di clock indipendente, quindi può essere spento quando non utilizzato. La massima frequenza è 1,78 GHz e ogni core può trasferire i dati ad un altro core, senza usare memoria condivisa che rappresenta un collo di bottiglia. I 1.000 core possono eseguire 115 miliardi di operazioni al secondo, consumando solo 0,7 Watt. Ciò significa che KiloCore può essere alimentato da una batteria AA.

I ricercatori dell’università californiana hanno scritto anche un compilatore per la programmazione del chip. Tra le applicazioni che possono sfruttare i 1.000 core e l’elevato parallelismo dei dati ci sono la codifica/decodifica wireless, l’elaborazione video e la crittografia.