Partnerské sdělení

S novým čipem od IBM se přiblížil osobní doktor v krabičce

Loni byla na konferenci HotChip představena nejnovější generace čipů POWER8. V těchto týdnech se dočkáme uvedení nových serverů s tímto procesorem, se kterým počítá i Google nebo Nvidia.

Podívejme se nejdříve krátce do minulosti. Začátky architektury POWER spadají do konce 80. let minulého století, krátce na to (kolem roku 1992) vznikla aliance AIM (Apple, IBM, Motorola) a měla nemalé plány s PowerPC. Nicméně její úspěch byl do značné míry svázán se světem tehdejších produktů Apple a mimo něj a IBM se příliš nerozšířila. Za IBM jsou z té doby pozoruhodné některé HPC projekty postavené na POWER technologii (ASCII Blue ve známém Los Alamos). Ale mezi mediálně nejznámější patřily počítače DeepBlue.

Stroj DeepBlue se nevěnoval běžným akademickým výpočtům, ale v roce 1996 sehrál řadu šesti poměrně vyrovnaných partií s šachovým velmistrem Garry Kasparovem. Byl to první zápas, kdy počítač hrál v reálném čase s velmistrem. Zápas nakonec stroj prohrál 2:4 a lidský mozek zůstal nedostižitelný. Hned v následujícím roce byl zápas zopakován a inovovaný DeepBlue tentokrát již slavil těsnou výhru (výsledek 3 a 1/2 : 2 a ½ ukazuje na velikou vyrovnanost soupeřů).

Přesuňme se do roku 2001, kdy IBM uvedla přelomový procesor POWER4. Ukázala nový směr a možnosti vývoje. Tehdejší 1Ghz frekvence byla fantastická a dual-core design zůstal na dlouhou řadu let nedostižný. Někteří konkurenti nedokázali vícejádrový design napodobit po dobu čtyř i více let. Mezitím IBM uvedla POWER5 a chystala POWER6. Každá další generace přinesla technologický posun.

Je to prosté, milý Watsone

V roce 2011 se stal fenoménem Watson. Řada čtenářů o tomto superpočítači jistě slyšela nebo četla. Watson se zúčastnil televizní souteže Jeopardy (obdoba českého Riskuj), kde odpovídal na otázky v co nejkratším čase. Otázky pro něj nebyly speciálně upravovány. Už asi méně lidí ví, že tento analyticko-kognitivní systém byl také poháněn POWER technologií, tentokrát to byla POWER7.

Přišel rok 2013 a Jeff Stuecheli představil generaci POWER8. Tento čip nás na první pohled  asi ničím příliš neudiví. Dvanáctijádrový design není v dnešní době žádný extrém, frekvence kolem 4 GHz také ne. Ale podíváme-li se detailněji, zjistíme, že čip je navržen tak, že zvládá až 96 paralelních vláken a obslouží až 1 TB RAM s propustností 230 GB/s. Propustnost směrem k L2 je až 4TB/s, úrovně cache mohou být čtyři.

POWER8 také obsahuje řadu speciálních akcelerátorů – např. paměťové expanze. Ano, znalci vědí, že podobnou technologii IBM uvedla už u POWER7, ale s postupujícím časem se práce s pamětí jeví stále důležitější. Dnes obvykle již nemáme problém s nedostatkem procesorového výkonu, ale s omezující kapacitou RAM. POWER8 také nabízí vestavěné kryptografické technologie a technologie CAPI (Coherent Accelerator Procesor Interface), pomocí níž lze dramaticky snížit latence u vstupních a výstupních operací (technická specifikace).

Pro jednodušší a názornější porovnání postavme vedle sebe dávný DeepBlue a POWER8. Zjistíme, že jednomu čipu POWER8 (asi tak 560 mm2) by odpovídal výkon zhruba 70 superpočítačů DeepBlue (což je kolem 100 tun železa v 70 skříních).Více o výkonu: POWER8 performance benchmarks, dále POWER8 industry benchmarks a POWER8 RedBooks.

V roce 2013 ve světě kolem technologie POWER nastala ještě jedna zásadní změna: spolu s ustanovením OpenPOWER Foundation otevřela IBM možnost licencovat tuto technologii, otevřít její architekturu a spoluprácí s ostatními členy OpenPOWER skupiny ji posunout dále.

Čip POWER8

Zkusme se zamyslet, co některé členy vede ke členství v OpenPOWER Foundation (něco více o ní se můžete dozvědět v tomto videu).

Zájem Nvidie bude pravděpodobně spojen se zabudováním rychlého propojení NVLink do architektury POWER tak, aby budoucí verze umožnily těsnou integraci s grafickými akcelerátory Nvidia. Obdobně pro Mellanox to bude integrace jejich rychlých komunikačních technologií s Power architekturou. Zájem Googlu bude pravděpodobně spojen s potřebou najít vhodnou technologii pro provoz jejich rozsáhlých analytických úloh nad obrovskými objemy dat.

OpenPOWER Foundation se rozrostla z úvodní pětice o řadu známých (Samsung) i méně známých firem (Altera, Vision-io, Hynix, Micron, Severgy, Xiling, Suzhou PowerCore Technology Copany, Research Institute of Jiangsu Industrial Technology), z nichž někteří již deklarovali zájem vyrábět své vlastni POWER systémy především pro OS Linux.

Od analýzy dat k osobnímu lékaři v krabičce

Výše jsme se zmínili o analytickém systému Watson. Ten nebyl jen jakousi marketingovou aktivitou demonstrující technologické možnosti. IBM tento systém nadále vyvíjí, inovuje a dokonce zřídila přímo samostatnou divizi Watson. Vývoj probíhá pro různé oblasti lidských činností. Mezi nejzajímavější patří Watson v oblasti lékařství, poskytující kontrolní diagnózu bez potřeby vstupní údaje o pacientovi upravovat do počítačově srozumitelného jazyka. Půjde-li vývoj dál obdobným tempem, možná se opravdu za pár let dočkáme osobního lékaře v krabičce.

Co do budoucna IBM s POWER technologií zamýšlí? V případě, že uvádí nějaké informace o další (POWER9?) technologii, omezuje se pouze na marketingové informace typu: optimalizace pro extremní analytické úlohy, optimalizace pro extrémní úlohy BigData, nové on-chip akcelerátory. Další zásadní generaci, jako by mohla být POWER9, nicméně nelze očekávat dříve než po roce 2017.

V každém případě bude zajímavé aktivity kolem technologie POWER dál sledovat. Bude i nadále využívána především pro kritické aplikace, pro které si zákazníci IBM Power Systémy pořizují dnes? Nebo se stane širší platformou s řadou výrobců a optimalizovaná pro řadu dalších úloh? A nebo bude všude kolem nás vestavěno v zařízeních a my o této technologii vlastně ani vůbec vědět nebudeme…

Petr Homola

Petr Homola

Autor je POWER product manager ve společnosti DNS, a.s.

2 názory Vstoupit do diskuse
poslední názor přidán 30. 4. 2014 15:16
Zasílat nově přidané názory e-mailem