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Los procesadores y la computación en el final de la ley de Moore

Tirado Fernández, Francisco

Abstract

Desde el inicio de la década, vemos constantemente referencia al final de la ley de Moore, que nos ha acompañado en los último 50 años. La conferencia analizara cual es el contexto actual de aplicación de la ley y donde, previsiblemente, estará su final, ya no muy lejano. Para ese final anunciado, se analizarán el conjunto de alternativas; tecnológicas, arquitectónicas y de modelo de computación, que pueden seguir proporcionando un incremento constante de las prestaciones de los sistemas de computación.

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Los procesadores y la computación en el final de la ley de Moore Francisco Tirado Universidad Complutense de Madrid Índice 2 Motivación Evolución, tendencias y límites Ley de Moore, Escalado de Dennard y Microarquitectura Después de la Ley de Moore 3 Predecir el futuro es un ejercicio arriesgado “Hacer predicciones es muy difícil, especialmente sobre el futuro” Niels Bohr “No existe ninguna razón para tener un computador en casa”. Ken Olsen, 1977, co-fundador y CEO de DEC (Digital Equipment Corporation), “Las máquinas serán capaces, en los próximos veinte años, de hacer cualquier trabajo que una persona pueda hacer” Herbert Simon, 1965, Premio Novel Economía 1978, Premio Turing 1975 Motivación 4 Algunos aciertan The future of integrated electronics is the future of electronics itself. The advantages of integration will bring about a proliferation of electronics, pushing this science into many new areas. Integrated circuits will lead to such wonders as home computers -or at least terminals connected to a central computer -automatic controls for automobiles, and personal portable communications equipment. Cramming more components onto integrated circuits, Electronics, Volume 38, Number 8, April 19, 1965. Gordon E. Moore, Co-founder Intel Corporation Motivación 5 Alguna experiencia desde 1973 MINICOMPUTADOR IEA-FI PRIMER MINICOMPUTADOR CONSTRUIDO EN ESPAÑA Motivación Evolución y Tendencias F. Tirado 2 0 1 7 6 Fuente Intel ¿ El escalado de la tecnología continua ? Después 2004 Evolución y Tendencias F. Ti rad o 2 0 1 7 7 Eniac 1946 100 flops ASCI Red nº 1 1997-2000 1Tflops 7264 Pemtium Pro 1 Sunway, SW26010(280c, 1,45MHz), 10M cores , 93 Pflops (1015 ), 1 PB, 14,5 MW Mi teléfono >200 Mflops Evolución y tendencias F. Ti rad o 2 0 1 7 8 Top 500 jun 2015 a noviembre 2016 18 meses Total de 363 Pflops a 567 Pflops, En último 166 Tflops a 286 Tflops Reto el Exaflops ( 1018 ) < 20Mw 0,1 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 1E+09 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 59.7 GFlop/s 400 MFlop/s 1.17 TFlop/s 93 PFlop/s 286 TFlop/s 567 PFlop/s SUM N=1 N=500 1 Gflop/s 1 Tflop/s 100 Mflop/s 100 Gflop/s 100 Tflop/s 10 Gflop/s 10 Tflop/s 1 Pflop/s 100 Pflop/s 10 Pflop/s 1 Eflop/s Evolución y Tendencias F. Ti rad o 2 0 1 7 9 En 2017-18 USA Aurora (Intel Xeon Phi 3ªG), Summit y Sierra ( IBM Pw9, Volta) Japón PostK computer Fijitsu (ARM+SVE) China Sunway-2 Ran kName Site Computer Total Cores Rmax Rpeak Power Mflops/ W 1Sunway TaihuLight National Supercomputing Center in Wuxi Sunway MPP, Sunway SW26010 260C 1.45GHz, Sunway 10649600 93014593 ,88 12543590 415371 6051,3 2Tianhe-2 (MilkyWay2) National Super Computer Center in Guangzhou TH-IVB-FEP Cluster, Intel Xeon E5-2692 12C 2.200GHz, TH Express-2, Intel Xeon Phi 31S1P 3120000 3386270 05490240 017808 1901,54 3Titan DOE/SC/Oak Ridge National Laboratory Cray XK7 , Opteron 6274 16C 2.200GHz, Cray Gemini interconnect, NVIDIA K20x 560640 17590000 27112550 8209 2142,77 4Sequoia DOE/NNSA/LLNL BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.60 GHz, Custom 1572864 17173224 20132659 ,2 7890 2176,58 5Cori DOE/SC/LBNL/NERSC Cray XC40, Intel Xeon Phi 7250 68C 1.4GHz, Aries interconnect 622336 14014700 2788065 33939 3557,93 6OakforestPACS Joint Center for Advanced High Performance Computing PRIMERGY CX1640 M1, Intel Xeon Phi 7250 68C 1.4GHz, Intel Omni-Path 556104 13554600 24913459 2718,7 4985,69 7 RIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS) K computer, SPARC64 VIIIfx 2.0GHz, Tofu interconnect 705024 10510000 11280384 12659,89 830,18