Los promotores de la Universidad de Pennsylvania y la Universidad de Michigan están empujando a los chips móviles más allá de sus límites de operación sostenibles, como un velocista que corre rápido para una distancia corta. Los investigadores presentarán un documento sobre el concepto de hoy (28 de febrero) en el Simposio Internacional de Alta Performance Computer Architecture en Nueva Orleans.
“Normalmente, estos dispositivos están diseñados para un rendimiento sostenido, de modo que puedan funcionar a todo tren para siempre. Estamos proponiendo un sistema informático que puede llevar a cabo una oleada gigante de la computación, pero luego se cansa y tiene tiempo para descansar”, dijo Thomas Wenisch , coautor del estudio y profesor asistente en el Departamento de mensajería unificada de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación.
“Nos preguntamos, ‘¿Qué pasa si hemos diseñado un chip para funcionar a 16 veces la tasa sostenible, pero sólo por medio segundo? ¿Podemos hacerlo sin quemarse el chip?'”, Dijo uno de los autores del estudio, Milo Martin, asociado profesor en el Departamento de Informática y Ciencias de la Información en la Escuela de Penn de la Ingeniería y Ciencias Aplicadas. “Hicimos los cálculos y simulaciones, y nos encontramos con que sí es posible diseñar un sistema.”
Smartphones ya no se benefician de la mayor densidad de transistores y la sofisticación de los chips de computadora , dicen los investigadores. Ellos están incapacitados por el calor que producen los transistores, que debe ser ventilado antes de que daña el chip. Pequeños dispositivos móviles no tienen espacio para los grandes ventiladores que mantienen la temperatura de un portátil lo suficientemente fría como para que funcione. Como resultado, sólo una fracción de los transistores un chip inteligente de seguridad puede funcionar a la vez.
Este fenómeno, llamado “silicio negro” después de que las porciones cada vez mayores de un chip de silicio que debe permanecer apagado en un momento dado, es una preocupación importante para muchos ingenieros, que temen que representa un límite físico para la fabricación de dispositivos móviles más rápido y más potente . Una estimación sugiere que para el año 2019, sólo el 9 por ciento de los transistores en un chip inteligente será capaz de estar activo en cualquier momento.
Carreras de velocidad computacional podría eludir el problema de silicio oscura operando de una manera que mejor se toma en consideración las formas en los dispositivos móviles son diferentes de los ordenadores portátiles y de sobremesa.
Un smartphone sólo en raras ocasiones es necesario operar a su máxima potencia de procesamiento, ya que la mayoría de las veces se está en espera en un bolsillo o bolso para la entrada de un usuario. Pero una vez que un usuario le dice a un teléfono inteligente de hacer algo computacionalmente intensos, tales como la realización de tareas de reconocimiento de imagen, creación de panoramas de fotos individuales, la búsqueda de las rutas de navegación o hacer el reconocimiento de voz o de traducción, los resultados tienen que llegar lo más rápido un posible. Los llamados ‘explosivas’ actividades tienen cortos períodos de intensa computación, seguidos por largos periodos de inactividad, cuando el dispositivo se puede enfriar y recuperar.
“En esta investigación, ambos realizaron un amplio estudio de viabilidad y se identificaron soluciones para superar los retos de ingeniería de carreras de velocidad”, dijo Martin. “Los ingenieros han expresado su preocupación acerca de las tendencias tecnológicas en torno a la idea de silicio oscuro. Lo que nuestra investigación indica es que está bien que el silicio que en gran parte oscuro, si se puede usar todo para ráfagas cortas de cómputo intenso”.
Bajo el esquema de carreras de velocidad de cálculo, hasta 15 núcleos adicionales arrancar a trabajar en paralelo junto con núcleo principal del chip de hasta un segundo. Esto podría acelerar el tiempo de que el dispositivo de respuesta diez veces.
Para hacer frente a temperaturas más altas carreras de velocidad, los investigadores proponen una estructura de calor-difusión, que incluye un cambio de fase encapsulado de material, algo así como vela de cera-que absorben el calor por la fusión durante el sprint, y luego lentamente se disipa por el endurecimiento, mientras que el dispositivo está en reposo.
“Este paradigma de diseño para la capacidad de respuesta nos permitirá hacer cosas que no son posibles hoy”, dijo Wenisch. “Los seres humanos sólo tienen tanta paciencia, por lo que estas aplicaciones interactivas son limitadas por lo que puede hacer en la fracción de segundo que estamos dispuestos a esperar. Si los diseñadores de aplicaciones pueden ahora obtener 10 veces más la informática mucho más hecho en una ráfaga, que libera las manos para perseguir ideas que se acaban de descartados hoy. ”
El primer autor del artículo es Arun Raghavan, estudiante de doctorado Martin en ciencias de la computación y la información en Penn. Junto con Wenisch, otros investigadores de la UM involucradas son Marios Papaefthymiou, presidente de ciencias de la computación y la ingeniería, Kevin Pipe, profesor asociado de ingeniería mecánica e ingeniería eléctrica y ciencias de la computación; Yixin Luo, un estudiante de ingeniería de pregrado, y Anuj Chandawalla, un estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica y ciencias de la computación.
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Etiquetas: Carreras de velocidad computacional