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Integrated Device Technology (IDT) ha annunciato lo sviluppo di un’architettura informatica rivoluzionaria progettata per gestire le immense quantità di informazioni generate dai giochi online e dalle applicazioni di analisi dei dati, che utilizza dei cluster di processori mobili interconnessi a bassa latenza ed elevata densità. In collaborazione con Orange Silicon Valley, l’azienda produttrice di semiconduttori ha sviluppato un cluster massivo estremamente scalabile di processori mobili a basso consumo NVIDIA® Tegra® K1 collegati tra loro a bassa latenza sfruttando le tecnologia di interconnessione RapidIO® di IDT, per connettere molteplici nodi con velocità fino a 16 Gbps. L’architettura può scalare fino a oltre 2.000 nodi in un rack e permette di ottenere densità elevatissime in termini di Gflop e un livello di efficienza energetica non raggiungibile con le tecnologie PCI Express® o Ethernet.
Il risultato è una potenza di calcolo enorme all’interno di una scheda che occupa pochissimo spazio. Con fino a 23 Tflops in un server in formato 1U, o più di 800 Tflops di potenza di calcolo per rack, l’architettura del cluster permette di ottenere una densità doppia rispetto a quella del più potente supercomputer del mondo, la macchina Tianhe-2 in Cina. Questo livello di densità estremo si ottiene sfruttando le tecniche di interconnessione e commutazione distribuita unite alla tecnologia delle GPU mobili, bilanciando le attività di I/O ed elaborazione per nodo in uno spazio molto compatto.
“Integrando su larga scala un gran numero di GPU a basso consumo in un rack di server, questa novità assoluta sul mercato apre la strada alla diffusione di cluster massivi per applicazioni basate su cloud dedicate al gioco e all’analisi di grandi quantità di dati,” afferma Jag Bolaria di Linley Group. “Questo risultato significa che finalmente sarà possibile installare grandi cluster a bassa latenza e scalabili in modo massivo. È un’architettura che mette a disposizione – in modo efficiente in termini di latenza e consumi energetici – una notevole capacità di calcolo, che può essere sfruttata per installare un sistema di calcolo ubicato nella stessa sede delle stazioni radio base delle reti wireless, un’opportunità stimata approssimativamente in 2 milioni di sistemi all’anno.”
La nuova architettura abbina i core di elaborazione con una velocità di trasferimento dati di 16 Gbps per ciascun nodo per ottenere il miglior bilanciamento tra elaborazione e trasferimento di informazioni, una delle principali limitazioni oggi esistenti sul mercato. Il rapporto tra capacità di calcolo e capacità di I/O continuerà a migliorare con la tecnologia di RapidIO 10xN a 40 Gbps di IDT.
L’architettura permette di inserire 60 nodi all’interno di una scheda in formato 1U per rack da 19 pollici, con più di 2.000 nodi in un singolo rack. Ogni nodo può comunicare con qualunque altro nodo con un latenza della matrice di connessione di soli 400 ns. La latenza da memoria e memoria è inferiore a due microsecondi. Ogni nodo è composto da una scheda di rete NIC Tsi721 da PCIe® a RapidIO e da un processore mobile Tegra K1 con capacità di 384 Gflops e 16 Gbps di velocità di trasmissione, o 24 operazioni in virgola mobile per bit di I/O. Si tratta di caratteristiche estremamente utili a livello di rack nei data centers e a livello di singolo server per l’analisi dei dati nelle reti di accesso wireless.
Il cluster è stato realizzano partendo dal kit di sviluppo Jetson TK1 di NVIDIA, che ospita il rivoluzionario processore mobile NVIDIA Tegra K1. Realizzato con la stessa architettura dalla GPU NVIDIA Kepler®, che fa funzionare i più potenti supercomputer del mondo, Tegra K1 offre 192 core CUDA completamente programmabili per ottenere eccezionali prestazioni di elaborazione grafica avanzata e di calcolo.
“I principali innovatori impegnati nell’arena dei ‘Big Data’ stanno scoprendo sempre più spesso i vantaggi che le interconnessioni RapidIO possono offrire alle loro applicazioni,” afferma Sean Fan, vice president e general manager della divisione Interface and Connectivity di IDT. “Il lavoro svolto con Orange Silicon Valley—il collegamento di un enorme numero di processori mobili a basso consumo di NVIDIA tramite RapidIO—dimostra la validità di un approccio rivoluzionario per affrontare il compromesso necessario tra capacità di elaborazione complessiva, assorbimento energetico e interconnessioni di rete che alimentano i processori.”
