一个让TI、AMD都害怕的19岁男孩儿,他到底干了什么
Rex Computing公司的创始人和CEO Thomas Sohmers是一个高中都没毕业的主儿,他不仅在麻省理工学院工作过,而且现在正在开发一种新型的芯片架构,据称比当今任何半导体巨头提供的处理器性能更高,且能实现高达25倍的能效提升。他现在已经从创始人基金那里募集到了125万美金的科学基金,最快可在明年年中生产芯片样片来实现并验证自己的想法。
Sohmers今年19岁,但是已经表现出对技术的极大热忱并颇有建树,他不仅是泰尔基金会的奖金得主,还是Facebook发起的开放计算计划中高性能计算小组的头头,我在2014年的Facebook主办的Hackathon大赛上第一次见到这个小伙子。他重新设计了处理器架构,优化了处理器处理内存的方式,同时提高了能源使用效率和性能。最终的结果是可以实现每瓦64亿次运算的处理器。亿次运算是超级计算机性能的衡量指标,Sohmers设计的处理器非同一般,因为整个芯片行业都在寻找一种不用建设电厂就能运行的下一代高性能计算机的实现方式。
Sohmers的根本性突破在于提出了一种在处理器上设计内存的全新方式,他称这款新型的处理器为Neo。正如当前人们在设计新架构时努力的方向一样,Neo处理器也是一个大规模的多核芯片,它有256个内核。但不同的是,大部分其它芯片都是在高速缓存中处理内存,需要定义每个内核的存储器缓存的位置和访问缓存的方式。而Neo则独具一格,它访问一个实际上由软件定义的暂存器,当编辑代码时,这种访问方式在软件端有点复杂,但是它让工作变得更快,而且在处理器何时进行工作方面更加灵活。
因此,无需把数据在已定义的片上缓存上搬来搬去,Neo可以快速地直接把数据丢给暂存器,过后再进行编辑。这正是提高能效的关键之处。在芯片上搬运数据需要比计算同量的数据多消耗40倍的能量,而且搬运数据拉低了处理器的工作速度。所以,通过调整存储器的访问方式,它可以更少地锁止处理器内核,因此,Sohmers不仅节约了功耗,还同时提高了速度。
如果你觉得这种方式听起来似曾相识,那是因为这正是当前的数据中心应用中采用的方法。然而,由于任何新的芯片指令集都需要专门的软件做配套,所以,这意味着,对Neo来说,刚开始的市场会非常小。因为能带来巨大的性能提升,所以Neo比较适合专业计算任务。为此,Sohmers正开始在数字信号处理器上实践该处理器架构,面向蜂窝基站市场。截至目前,他说他的芯片能比市场上这一代产品的能效高25倍,所以德州仪器应该小心了。
他开发的大量多核架构非常适用于这些类型的数字运算作业。除此之外,像由Nvidia和AMD生产的图形处理器执行的机器学习计算和任务是他开发的新架构的下一个目标应用。据他所述,Neo执行计算机视觉需要的机器学习计算比现有的GPU快约10至15倍。
至于总体而言在芯片行业内比较小菜和生活经验不足,Sohmers认为正是这些帮助他发现了解决能耗问题的方案。
"我刚开始只是全身心地投入了计算机,并机缘巧合进入了处理器设计这个奇妙的世界,"他说。"我开始只是想理解一下处理器是怎么工作的,然后有了一些疯狂的想法,我发现我们在计算机架构上存在一些失误。由于没有二十年的后见之明,没有行业经验,也不会被告知为什么要这么进行计算机架构设计,正是这些元素大大帮助了我,让我发现了这种改变处理器工作方式的根本性技术变革。"
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