A kaj imajo izvorne celice opraviti z računalniki? Izvornih celic najverjetneje nihče nima namena »vgrajevati« v naprave, lahko pa se uporabi ideja. Če sistem izvornih celic deluje že kako milijardo let ali več, potem si je mati narava najverjetneje izmislila kaj pametnega. Morda pa je pri teh »lego kockah življenja« kaj uporabnega tudi za našo informacijsko dobo.
Prav v tej smeri so razmišljali pri ZiiLABS-u, hčerinskem podjetju znanega Creativa. In vložili so milijardo dolarjev ter »10.000 let na človeka« v raziskave in razvoj. Produkt tega vložka je izdelek, imenovan ZiiLABS ZMS-05 SoC, kjer SoC pomeni System-on-Chip. Iz za kaj gre pri celotni stvari?
Na podlagi ideje izvornih celic so pri ZiiLABS-u izdelali programirljive procesne elemente (PE), ki delujejo podobno kot izvorne celice in iz katerih je mogoče izdelati integrirana vezja. In kakšne so prednosti tega »izvornoceličnega računalništva« glede na klasične prijeme?
Najprej prilagodljivost. Znotraj vezja je mogoče določiti funkcije posameznih PE, da delajo to, kar je treba. Te PE je mogoče prilagajati več tisočkrat v eni sami sekundi in jih sproti prilagajati za trenutno potrebna opravila. In tu se pokaže prva razlika v primerjavi s klasičnim procesorjem. Klasični procesorji vsebujejo vnaprej definirane in namenske bloke, od katerih je vsak zadolžen za določeno opravilo (3D-pospeševanje, obdelava videa, obdelava zvoka in podobno). Pri procesorjih ZMS pa ni tako. Tu lahko izdelovalec naprav ali celo končni uporabnik sam določa, za kaj se bodo uporabljali PE in koliko jih bo namenil za posamezno opravilo. To pa pomeni, da je lahko celotna procesorska zmogljivost vedno na voljo za točno določeno operacijo oziroma da je mogoče sistemske vire procesorja »pravičneje« razdeliti med posamezna opravila, s čimer se pospeši delovanje sistema. Kot nazoren primer so pri ZiiLABS uporabili video. Pri filmu nizke ločljivosti se razlika med klasičnim in procesorjem ZMS ne pozna, saj oba svoje delo izvedeta brez težav – klasični procesor prek bloka za delo z videom, ZMS pa s potrebno količino PE. Ko zahteve narastejo nad mejo, določeno s strani proizvajalca procesorja, se video blok klasičnega procesorja »zabaše«, saj preprosto ne more pravočasno obdelati takšne količine podatkov. In slika začne »preskakovati«. Pri tem je dokaj nerazumljivo to, da je v tem času, ko se video blok muči s sliko, drugim komponentam »dolgčas«. A mu zaradi arhitekture ne morejo pomagati. Pri procesorji ZMS je zadeva drugačna. Tam ni namenskih enot, in če je treba, lahko vse Pi (in teh je v vsakem čipu 24), delajo eno samo nalogo, v tem primeru obdelavo videa. To pa je tako, kot če bi klasični procesor lahko vse svoje zmožnosti usmeril v ta video. Kar pa ni mogoče.
Druga prednost, ki jo navajajo, je poraba energije. Ker se pri procesorjih ZMS operacije izvedejo hitreje, je zanje potrebno manj energije, hkrati pa je sistem oblikovan tako, da se neuporabljeni PE pri neaktivnosti izključijo. To pa pomeni precejšnje zmanjšanje energije, potrebne za delo.
Tudi skalabilnost oziroma razširljivost je ena od lastnosti, ki jo snovalci sistema ZMS postavljajo zelo visoko. Vsak čip ZMS vsebuje 24 procesnih enot, kar skupaj daje okoli 10 gigaflopov procesne moči. Na eno ploščo oziroma rezino lahko vgradijo 256 takšnih čipov, kar daje okoli 2 teraflopa procesne moči. V eno standardno ohišje za velike sisteme je mogoče namestiti 16 takih rezin, običajna omara pa vsebuje šest takih ohišij. Nekaj matematike nam pokaže, da je iz ene same omare mogoče dobiti kar 192 teraflopov. In tudi omare je mogoče med seboj združevati. Šest takih omar je ekvivalent današnjim običajnim superračunalnikom, ki za enako zmogljivost zahtevajo okoli 560 kvadratnih metrov površine. To pa je proti tem šestim omaram res precej več. Stokrat več. Tudi kar zadeva stroške.
Takšna arhitektura in filozofija naj bi po besedah ZiiLABS-ovega predstavnika pomenila nič manj kot dostopnost superračunalniških hitrosti domačim uporabnikom. A hitrost ni vse, tudi cena je pomembna. In proizvajalec novega »sistema na čipu« se hvali, da njegova tehnologija omogoča drastično nižanje cen procesorjev, saj je njihov moto »1/100 cene, 1/100 velikosti in 100-krat bolj zeleno«. Bomo videli … Operacijski sistem je na voljo, razvojna orodja tudi. Zdaj so na vrsti proizvajalci.
Moj Mikro, Februar 2009
