本文由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫編譯自IEEE

隨著社會(huì)對(duì)計(jì)算能力的需求不斷增加，對(duì)更高效的處理器的需求也在不斷增加。瑞士的研究人員設(shè)計(jì)了一種新的處理器設(shè)計(jì)，可能有助于滿足我們密集計(jì)算的需要。它物理結(jié)構(gòu)上很小，但計(jì)算敏捷，所以將其命名為Snitch（飛賊），這個(gè)名字來(lái)自哈利波特。

 

蘇黎世瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的博士后、參與Snitch-創(chuàng)建的研究人員Zaruba指出，商業(yè)通用核心有一種趨勢(shì)，即依賴更大、更耗能的處理器。"但Snitch正好相反"。

 

通常，處理器嘗試在運(yùn)行中找到有效的指令順序，這需要額外的硬件，因此需要使用更多的電源。但是Snitch能夠即時(shí)執(zhí)行其大部分基本指令，從而繞過(guò)了這種額外、繁瑣的硬件的需求。

 

由于這種高效的計(jì)算方法，Snitch 2 圍繞流線型RISC-V芯片架構(gòu)構(gòu)建，可以在單個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行最基本的指令。同樣，它被設(shè)計(jì)為可以執(zhí)行更長(zhǎng)的延遲指令，而無(wú)需拖延和等待完成。Zaruba 解釋道："與實(shí)現(xiàn)高性能的傳統(tǒng)處理器相比，它實(shí)現(xiàn)了非常緊湊和高性能的設(shè)計(jì)。

 

Zaruba和他的同事10月7日發(fā)表在IEEE的一份研究報(bào)告中描述了他們的設(shè)計(jì)，他們將其與其他基準(zhǔn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較。他們發(fā)現(xiàn)，單個(gè)帶有自定義擴(kuò)展的 Snitch 處理器的能效是研究中分析的其他處理器的兩倍。當(dāng)多個(gè)處理器并行使用時(shí)，Snitch的能效是其他處理器的 3.5 倍，速度是其他處理器的 6 倍。

 

值得注意的是，其他硬件組件如 GPU，在計(jì)算速度方面也優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)處理器，但此類突破往往用于高度專業(yè)化的任務(wù)。然而，Snitch更加通用，在執(zhí)行各種任務(wù)的同時(shí)仍然快速高效地執(zhí)行計(jì)算。

 

另一方面，Zaruba指出，Snitch的編程更為復(fù)雜。不過(guò)，他表示，他堅(jiān)信能源效率將是下一代計(jì)算機(jī)的頭等大事，盡管Snitch的編程要求更為復(fù)雜，但它的能效仍將使其更具吸引力。

 

研究人員已經(jīng)免費(fèi)提供Snitch的硬件設(shè)計(jì)，并指出，他們看到越來(lái)越多的行業(yè)財(cái)團(tuán)，例如開(kāi)放硬件集團(tuán)，在支持商業(yè)化做了努力。

 

未來(lái)，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃基于Snitch構(gòu)建更大的系統(tǒng)。Zaruba表示："雖然我們已經(jīng)可以在硅片中展示出非常節(jié)能和多功能的 8 核 Snitch配置，但在構(gòu)建可擴(kuò)展至數(shù)千個(gè) Snitch內(nèi)核的計(jì)算平臺(tái)方面，仍有廣闊空間，甚至可以擴(kuò)展到多個(gè)芯片上。