Single-Chip Cloud Computer (SCC)
Um processador many-core experimental desenvolvido pela Intel Labs
Universidade de São Paulo
 Diogo de Jesus Pina
– [email protected]
 Everton
– [email protected]
Orientador: Prof. Dr. Alfredo Goldman vel
Lejbman
Dezembro / 2011
Motivação
 Pesquisa sobre Múltiplos Núcleos
– Estruturas de alto desempenho e que segue o
modelo de computação Verde
– Tera-scale computing
– Gerenciamento de energia fino
– Suporte a programação baseada em
mensagens
Motivação
 Pesquisa sobre Programação Paralela
– Melhor suporte para servidores de modelo
“scale-out”
 Sistemas operacionais, arquitetura de comunicação
– Modelo de programação “Scale-out” para
cliente
 Modelos de Programação em tempo de execução
Objetivos
 Explorar os benefícios e custos de controle
dinâmico de voltagem e freqüência via
software
 Mostrar uma arquitetura de passagem de
mensagem em memória compartilhada para
um grande número de núcleos
 Projetar e explorar a performance de uma
rede integrada
Visão Geral
 Chip desenvolvido pela Intel
 Microprocessador de Pesquisa
 Contém a maior quantidade de núcleos
integradas em um único chip de silício da
Intel
 48 Núcleos
 Gerenciamento de Energia Avançado
Arquitetura do Chip
 Semelhança com uma Nuvem de
Computadores
 Inovação para escalabilidade em termos de
eficiência energética
 Configuração dinâmica de energia por
software
 Consumo de energia varia de 125W a 25W
Arquitetura do Chip
Por Dentro do Chip
 Características do Chip:
– 24 “tiles” com dois núcleos cada
– Uma rede de malha 24-router com 256GB/s de
largura de banda da bissecção
– 4 Controladores de Memória DDR3 integrados
capazes de endereçar até 64 GB de memória
externa
– Suporte de Hardware para passagem de
Mensagens
Por Dentro do Chip
 2 níveis de cache (L1 e L2)
 16K L1/núcleo e 256K L2/núcleo
 O núcleo é um P54C com novo cache de
instruções para melhor gerenciamento da
memória
 Buffer integrado para as mensagens
Por Dentro do Chip
Por Dentro do Chip
 Cada “tile” pode ter sua própria freqüência
 Grupos de 4 tiles (8 núcleos) podem
trabalhar em sua própria tensão
Freqüência máxima
Potencia máxima
Vantagens
 O SCC é um micro cloud datacenter
 Cada Núcleo pode:
– executar um SO diferente
– Ter uma pilha de software individual
– Agir como um nó de computação
 Gerenciamento de energia avançado
Desvantagens
 O cache não é muito eficiente
 O acesso a memória e a dados do disco
podem ser gargalos em caso de muitos
sistemas rodando simultaneamente
Hardware x Software
 Desempenho de processamento
 Simplicidade de uso
 Acesso a memória e a dados
Mas por que Cloud Computing?
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Estrutura do processador
Comunicação entre os núcleos
Possibilidade de vários SO
Pilhas de programas
Escalabilidade
Perspectiva Intel
 CCS é uma plataforma que pode acelerar a
pesquisa de software para múltiplos núcleos
e desenvolvimento avançado
 Vários softwares já foram portados, ex.:
– Servidores Web
– Modelagem Física
– Análises de Finanças
 Crescimento do desenvolvimento
acadêmico para a plataforma CCS
Dúvidas?
Obrigado