Новый энергосберегающий чип Electron E1 нацелен на периферийные нагрузки
Новый чип компании Efficient Computer основан на архитектуре «Fabric», разработанной компанией для обработки пространственных потоков данных. Это принципиально новый подход к вычислениям по сравнению с традиционными компьютерными чипами, такими как чипы Intel x86, основанным на архитектуре фон Неймана. Благодаря этому новому подходу обеспечивается значительный рост энергоэффективности.
Чипы фон Неймана тратят огромное количество энергии, постоянно передавая данные между памятью и процессорными ядрами. Efficient Computer утверждает, что, устранив эти сопутствующие расходы, можно повысить энергоэффективность некоторых вычислительных задач до 100 раз.
Поэтому энергоэффективный чип Electron E1 становится привлекательным вариантом для развертывания периферийных вычислительных устройств, таких как датчики, носимые устройства и дроны, которые часто нуждаются в питании от аккумулятора и, следовательно, должны экономить энергию для продления времени своей работы.
«Мы создаем нечто, обладающее возможностями центрального процессора, но на один-два порядка более эффективное», — сказал соучредитель и генеральный директор Efficient Computer Брэндон Люсия.
Новая архитектура Fabric способна размещать инструкции программного обеспечения пространственно, а не обрабатывать их последовательно из памяти, как в случае с чипами на базе архитектуры фон Неймана. По сути, чипы фон Неймана получают инструкции из памяти по одной. Эти инструкции сообщают процессору, что делать с данными — например, сложить их с чем-то, преобразовать или изменить формат, — а затем результат этой операции возвращается в память. После этого процессор отправляет следующую инструкцию, которая выполняет требуемую операцию и возвращает её обратно, и так до бесконечности.
Проблема подхода фон Неймана заключается в его невероятной неэффективности: инструкции извлекаются из памяти, обрабатываются и возвращаются в виде результатов несколько миллиардов раз в секунду. Это требует огромное количество энергии, а также влечет накладные расходы, например, необходимость использования логики предсказания ветвлений для прогнозирования следующей инструкции.
С другой стороны, чип Electron E отображает всю последовательность инструкций в виде пространственного пути, по которому перемещаются данные. Это можно представить в виде массива плиток (тайлов), соединённых в последовательность. Каждая из них, по сути, представляет собой упрощённое процессорное ядро, способное выполнять набор инструкций, но без выборки, предсказания ветвлений и других накладных расходов.
Новый компилятор effcc Compiler считывает программу и назначает каждую инструкцию определённому тайлу. После обработки инструкции результат становится входными данными для следующего тайла. Все инструкции упорядочены в правильной последовательности, что позволяет программе работать гораздо эффективнее, устраняя необходимость в постоянном обращении к памяти. Если последовательность программы разветвляется, то пространственная структура тайлов также изменяется, подобно тому, как машинист железной дороги переключает стрелку, чтобы перенаправить железнодорожные составы.
По данным Efficient Computer, Electron E1 предназначен для встраиваемых и периферийных систем искусственного интеллекта, которые сталкиваются с ограничениями существующих центральных процессоров. Чип уже тестируется первыми заказчиками из различных промышленных и аэрокосмических отраслей.
Компания также планирует выпустить еще более мощную версию чипа под названием Photon P1, которая расширит пространственную вычислительную архитектуру для более масштабных рабочих нагрузок периферийных вычислений.
