На конференции ISC High Performance 2020 словацкая компания Tachyum анонсировала 128-ядерные процессоры Prodigy, а также ИИ-комплекс на их основе.

Процессоры планируется использовать в крупных ЦОД, высоконагруженных платформах, ИИ-системах и прочих направлениях, где нужна высокая производительность. Чип очень сложный, как сам по себе, так и в производстве, поэтому его разработка ведется не самыми быстрыми темпами. Но компания делает, что может, и действует весьма неплохо. О том, чего уже удалось достичь — под катом.

Что это вообще за процессор?


Компания Tachyum позиционирует его как чип для высоконагруженных систем. Одно из основных направлений — использование процессора в системах обучения ИИ. Дело в том, что готовые сценарии не нуждаются в суперпроизводительных системах — достаточно специализированного чипа от любого из производителей. А вот обучение ИИ-платформ, тем более, масштабных — это уже другое дело, здесь нужны машинные ресурсы и время на обучение.

Разработчики заявили, что их процессор и инфраструктура, разработанная под этот чип, способны предоставить необходимые ресурсы. Суперкомпьютер, основа которого чипы Prodigy, достаточно мощный — 125 Пфлопс на стойку и 4 экзафлопса на полный комплекс, состоящий из 32 стоек высотой 52U.

Каждый процессор предоставляет до 625 Тфлопс, это примерно 2,5 Пфлопс на каждый сервер. Для обеспечения работы системы используется сервер-модуль собственной разработки компании. Достоинство чипов и систем Tachyum, по словам ее представителей, не только в мощных чипах и инфраструктуре, но и меньшем энергопотреблении и стоимости — не только самих систем, но и их эксплуатации.


Что касается самих процессоров, то они выделяются среди «коллег» не только количеством ядер, но и архитектурой. Она универсальная, что дает возможность задействовать чипы не только в сфере ИИ, но и многих других отраслях.


За один такт процессор выполняет две две 512-битные операции типа multiply-add, 2 операции load и одну операцию store. Блок вычислений с плавающей точкой поддерживает как двойную, так и одинарную и половинную точность по стандартам IEEE. При необходимости можно задействовать и поддержку 8-битных типов данных с плавающей запятой.


Стоит рассказать и о подробностях архитектуры. Так вот, процессор разрабатывается по 7-нм техпроцессу. Старшая версия содержит 128 ядер с частотой работы каждого до 4 ГГц, 12 каналов памяти DDR5-4800, 48 линий PCI Express 5.0 и два контроллера 400GbE.

Еще есть версия с 64 ядрами, которая содержит восьмиканальный контроллер DDR5, контроллер PCI Express 5.0 на 64 линии и два сетевых интерфейса 400GbE.


Что касается системных плат, то есть два варианта:
  • Полноразмерные с 4 процессорами для HPC-сегмента.
  • Компактные с 1 процессором для модульных систем высокой плотности.

ПО на системах с новыми чипами может запускаться в виде бинарных файлов x86, ARMv8 или RISC-V. К сожалению, скорость работы будет несколько меньшей, чем в случае запуска на «родной» архитектуре — падение составляет от 25% до 40%. Но можно и скомпилировать исходники под новую архитектуру, если скорость работы критична.

Любим обозревать на Хабре самые интересные и дискуссионные темы из мира IT. Если хотите быть в курсе новостей, традиционно входящих в топ читаемых, подписывайтесь на наш блог.

Этапы разработки чипа


Аппаратный эмулятор

Как уже говорилось выше, предварительная информация о чипах появилась еще в 2020 году. Но наиболее активно проект стал развиваться уже в 2021.

Так, в конце марта компания заявила о готовности аппаратного эмулятора, который дает возможность оценить возможности и производительность нового процессора.

Эмулятор разработан на базе FPGA (перепрограммируемые вентильные матрицы) и плат ввода-вывода. Системная плата эмулятора включает четыре программируемых матрицы, которые имитируют работу сразу восьми ядер Prodigy. К прототипу добавлены платы ввода/вывода. Поставляемый прототип уже можно установить в 19" стойку. Если взять несколько эмуляторов, их можно соединять между собой, моделируя разные конфигурации процессоров.

Получение дополнительных инвестиций

Никто не сомневается, что выпуск настолько высокотехн��логической продукции, как процессоры, требует огромного объема ресурсов. Это, в первую очередь, деньги, время, помощь профессионалов.

Компания Tachyum в июле 2021 года смогла получить новые средства от инвесторов, в результате чего капитализация Tachyum выросла сразу в три раза. К сожалению, точный объем полученных средств компания не указала.

Тем не менее, после этого представители компании заявили об активизации разработки процессоров и начале работы над суперкомпьютером на базе чипов Prodigy.

Запуск Linux на прототипе Tachyum Prodigy


Уже в сентябре на базе FPGA-прототипа удалось запустить Linux. Ранее компания заявила о готовности UEFI для Prodigy, но теперь прототип процессора может обеспечить полную поддержку операционной системе.


В ходе тестов компания смогла запустить ОС и простое приложение, после чего систему отключили. Понятно, что это не бог весть что, но разработчики стремились показать работоспособность прототипа. Процессор спокойно отрабатывает прерывания и исключения, переключая режимы и обеспечивая корректные тайминги. Есть демонстрация работы прототипа. Видео, к сожалению, доступно только на сайте компании, его не выложили на YouTube.

На днях компания заявила, что планирует показать в ближайшее время работу ряда сервисов, приложения и пользовательские сессии.

«Реализация успешной загрузки Linux всего через два месяца после разработки прототипа материнской платы FPGA IO — огромное достижение завершение определенного этапа развития. Переходя к дальнейшей отладке и тестированию, мы с нетерпением ждем возможности запускать более «тяжелые» приложения на прототипе Prodigy уже в следующем месяце», — заявил представитель компании.

К слову, конечная цель Tachyum — создание суперкомпьютера или целой системы их суперкомпьютеров, способной моделировать работу человеческого мозга.