LiU-doktoranden Sriram Vangal har lett arbetet med det sensationella chippet från Intel.

Intels superchip "föddes" vid LiU

”Polaris” kan vara början till nästa generations högpresterande och strömsnåla datorer. Ett chip med 80 processorkärnor, en kapacitet på en teraflop per sekund och elförbrukning som en vanlig glödlampa. Bakom denna världsnyhet från Intel står forskare vid Linköpings universitet. (November 2007)

- De byggstenar som vi designat på LiU bildar grunden för teraflopschippet, säger Sriram Vangal, forskare vid Intel och doktorand vid Avdelningen för elektroniska komponenter.

Det handlar om flyttalsprocessorer (ett flyttal är en approximation av ett reellt tal som används i datorer) och kompakta routrar som effektivt dirigerar trafiken inom ett chip. Var och en av de 80 kärnorna innehåller två sådana 32-bitars processorer, en router och en minnesfunktion.

Arbetet beskrivs i Vangals 60-sidiga licentiatavhandling från LiU 2006. Resultaten av hans forskning tillsammans med professor Atila Alvandpour har också publicerats i flera vetenskapliga artiklar.

- När jag kom tillbaka till Intel prövade jag våra teorier i praktiken och de visade sig fungera perfekt, säger han.

Chippet som än så länge är avsett för vidare forskning har tagits fram vid Intel Circuit research lab i Hillsboro, Oregon, av en grupp med Sriram Vangal i spetsen.

- Vi var ett mycket litet team, knappt ett dussin forskare, som startade i augusti 2004 och var klara i juni 2006. Det har varit två år av ”back-breaking work”, säger han.

I november levererades de färdiga kiselkomponenterna från Intel-fabriken i Irland, och ännu efter ett tusental testkörningar har inte en enda bugg upptäckts.

En teraflops innebär en biljon (10 upphöjt till 12) flyttalsoperationer i sekunden, vilket ”Polaris” klarar med en effektförbrukning på 62 W – världsrekord. Alltihop ryms på ett chip stort som en fingernagel. Första gången teraflopsvallen bröts var för elva år sedan, men då i en superdator med 10 000 processorer och en effektförbrukning på 500 kW!

Den nya tekniken öppnar för att skala upp PC-ar till terabyte-nivån, datorer för t ex artificiell intelligens, taligenkänning, videokommunikation med HD-kvalitet, fotorealistiska spel och data-mining i multimedia.

Det revolutionerande är arkitekturen med 80 relativt enkla kommunicerande kärnor, tre kvadratmillimeter stora, tätt packade i ett tvådimensionellt nätverk. Sriram Vangal jämför med ett bygge av legobitar: eftersom alla är lika stora och talar samma språk går konstruktionen snabbt och enkelt.

- Du skapar en sådan ”legobit”, gör så många kopior du vill och kombinerar sedan alla bitarna i en enda gjutform, säger han.

Dagens mest avancerade processorer innehåller två eller fyra kärnor. Så vad ska man med 80? En poäng är att man bara använder dem man behöver vid varje tillfälle. De som inte används är i viloläge, vilket sparar ström. Den stora mängden av likadana kärnor möjliggör också parallella beräkningar, vilket möjliggör ytterligare avancerade tillämpningar.

Men mycket jobb återstår. Teraflopschippet har ännu inga av de egenskaper som krävs för att boota ett operativsystem, köra applikationer eller användargränssnitt.

ÅKE HJELM

(2007-11)