El pasado mes de octubre AMD adquirió la compañía Xilinx para crear sus propias FPGA. Algo necesario si quería competir en un mercado tan especifico donde Intel y NVIDIA parten con ventaja. Pues bien, parece que dicha adquisición está empezando a dar sus frutos. AMD estaría trabajando e un chip que combina una CPU y elementos FPGA.
Los Field Programmable Gate Arrays (FPGA) son bloques de semiconductores en una matriz de bloques lógicos configurables. Estos bloques se comunican mediante lo que se denomina como interconexiones programables. Lo interesante es que pueden ser programadores para realizar tareas específicas y mutar esta programación si es necesario.
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AMD está desarrollando un chip que combina una CPU y una FPGA
Conocemos este desarrollo mediante una patente recientemente presentada. Dicha patente recibe el nombre de «Método y Aparato para Instrucciones Programables Eficaces en Sistemas Informáticos». El documento describe una CPU con elementos FPGA dentro del mismo diseño centra. Parece que el FPGA compartirá recursos de la CPU, como puedan ser los registros de unidades de ejecución de coma flotante y enteros.
Debido a la gran adaptabilidad, los chips FPGA van ganando protagonismo en la industria. Ofrecen una gran capacidad de adaptación a las necesidades, lo cual es genial. Además, se puede alterar la ‘configuración’ tantas veces como se quiera.
Según la patente, este diño de CPU+FPGA ofrece:
- Procesador incluye una o más PEU (Programmable Execution Unit / Unidades de Ejecución Programables) que pueden ser programadores para ejecutar diversos tipos de instrucciones personalizadas
- Al cargarse un programa en el procesador, también se puede cargar un archivo de bits asociado al programa para programa el PEU para ejecutar instrucciones personalizadas
- Unidad de decodificación y dispatch de la CPU mandan las instrucciones a las PEU adecuadas
- Comparte registros con el FP y el Int EUs
- Puede acelerar las cargas en Int EUs o FP
- Puede ser virtualizado cuando se usan las características de seguridad del sistema
- Cada PEU se puede programar diferente al resto de PEU del sistema
- Tienen capacidad para operar en formatos de datos diferentes a los típicos FP32/FP64. Pueden acelerar el Machine Learning sin necesidad de fabricar un chip específico.
- Se puede programar sobre la marcha
- Pueden ajustarse para maximizar el rendimiento según la carga de trabajo
- Pueden aumentar enormemente el IPC haciendo un trabajo completo en un solo ciclo
Ahorrar tiempo y costes
Básicamente en la CPU, además de los núcleos y la caché (entre otros) tendremos una serie de circuitos adaptativos. Estos se podrán programar actualizar sencillamente mediante un firmware específico. Permite al procesador ser más adaptativo y soportar nuevos sets de instrucciones o crear sets de instrucciones personalizados.
Implementar las FPGA en una CPU supone la ventaja de reducir costes y tiempo. Desarrollar un nuevo procesador para soportar nuevos sets de instrucciones es lento y costoso. Mediante los FPGA, se puede crear un firmware que permita soportar estas nuevas instrucciones. Nos ahorramos el coste de diseñar, probar y fabricar un nuevo chip, y el tiempo que esto conlleva.
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[irp]Fuente: TPU