Исследователи под руководством Парта Панде, профессора компьютерной инженерии в Школе электротехники и компьютерных наук, подали два патента на дизайн своего беспроводного многоядерного чипа, который также может ускорить обработку данных. Команда, в которую входят доценты Деукхён Хео и Бенджамин Белзер, опубликовала доклад о своей работе в майском выпуске журнала ACM Journal on Emerging Technologies in Computing Systems и создает прототип.В то время как портативные устройства стали эффективно беспроводными, фермы данных, обеспечивающие мгновенную доступность текстовых сообщений, загрузок видео и многого другого, по-прежнему используют обычные металлические провода на компьютерных микросхемах.
Это невероятно расточительно для обмена данными на относительно большие расстояния.С постоянно растущими объемами данных устойчивые вычисления становятся все более интересными для исследователей, лидеров отрасли и общественности.
Согласно «Reinventing Fire», книге Амори Ловинс и Института Скалистых гор, между электростанцией и iPhone клиента теряется до 99 процентов энергии для огромных хранилищ данных. Один центр обработки данных может потреблять достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить энергией город среднего размера; По данным New York Times, в 2010 году в США их было более 2000.Количество вычислений, которые выполняются каждый день, растет в геометрической прогрессии, вызывая значительные проблемы с затратами для компаний и увеличивая нагрузку на ресурсы.
Очень крупные центры обработки данных ищут способы повышения эффективности.Большинство процессоров в центрах обработки данных являются многоядерными, что означает, что они состоят из нескольких вычислительных ядер. Одно из основных ограничений производительности связано с многозвенной природой обмена данными. То есть данные должны перемещаться по нескольким ядрам по проводам, замедляя работу процессора и тратя энергию.
Панде работал над своей идеей технологии «сеть на кристалле» с момента получения докторской степени в 2005 году. Разработанная им технология позволяет устанавливать беспроводные соединения между ядрами, что приводит к меньшим потерям энергии и более высокой скорости передачи данных.
Архитектура использует беспроводные ярлыки для связи между удаленными точками на компьютерном чипе. Эти односкачковые ярлыки обходят промежуточные узлы и напрямую подключают один узел к другому.Команда Панде разработала миниатюрную систему вышки сотовой связи на компьютерных микросхемах. Подобно тому, как работает сотовый телефон, система включает в себя крошечный маломощный трансивер, встроенные антенны и протоколы связи, которые позволяют использовать ярлыки беспроводной связи.
В прошлом году исследователи приобрели современное оборудование для создания и тестирования компьютерных чипов, которые являются одними из самых маленьких и эффективных в мире. Исследователи могут делать чипы размером всего 28 нанометров. Более 4 миллиардов крошечных транзисторов, из которых состоят микросхемы, могли поместиться на точку размером с период.Исследователи также тестируют микросхемы, которые используют чрезвычайно высокие частоты и могут передавать данные до 10 раз быстрее, чем современные микросхемы.
Для передачи волн на высоких частотах требуется небольшая инфраструктура микросхемы.Работа группы финансируется Национальным научным фондом и Управлением армейских исследований.
