Single-Chip Cloud Computer (SCC) Um processador many-core experimental desenvolvido pela Intel Labs

Universidade de São Paulo  Diogo de Jesus Pina  Everton 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

 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?  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