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ISSCC: China-Prozessor Godson rechnet am effizientesten

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Der jüngste Spross der Godson-Prozessorreihe aus dem chinesischen Staatslabor Chinese Academy of Science , Godson 3B, ist ein Achtkern-Chip aus 582 Millionen Transistoren, produziert in 65nm-Technologie von STMicroelectronics. Die acht Rechenkerne beruhen auf der Mips64-Architektur, die mit zahlreichen Befehlen zur x86-Emulation erweitert wurde.

Bei einem Takt von 1,05 GHz schafft der Godson 3B mit seiner Vektoreinheit 128 GFlops in doppelter Genauigkeit (oder 256 GFflops mit Single-Precision) und verbraucht dabei nur 40 Watt. Die Energieeffizienz von 3,2 GFlops pro Watt bezeichnete Referent Weiwu Hu als die beste aller modernen Hochleistungsprozessoren. Intels Westmere aus dem Vorjahr sieht er in diesem Vergleich bei 1,3 GFlops/W und IBMs Power7 (ebenfalls von 2010) bei 1,5 GFlops/W.

Um Energie zu sparen, setzen die Godson-Designer einen Mix aus statischen und dynamischen CMOS-Schaltern ein, nur die zeitkritischen Komponenten (Register-Files, RAM und Cache) sind dynamisch ausgelegt. Mit massivem Clock-Gating wird der Takt für wenige beanspruchte Bereiche niedrig gehalten, Mode-Gating-Zellen sorgen auch für die völlige Abschaltung ungenutzter Komponenten. Um den statischen Energieverbrauch zu bremsen, kommen drei verschiedene Transistorarten mit unterschiedlichen Schwellenspannungen zum Einsatz. Nur 0,1 Prozent des gesamten Chips arbeitet mit Zellen der niedrigsten Spannungsschwelle: Sie sind besonders schnell, benötigen dabei aber die höchste statische Leistung. Das DDR2/DDR3-Interface erzielt im DDR2-Modus eine Transferbandbreite von 12,8 GB pro Sekunde bei 1,8 Volt. Im DDR3-Modus schafft Godson 3B maximal 25,6 GB/s bei 1,5 Volt.

Wie Hu weiter ausführte, soll im Sommer der Supercomputer Dawning 6000, bestückt mit 3000 Godson-3B-Prozessoren, den Betrieb aufnehmen und mit rund 300 Teraflops Linpack-Leistung in den Spitzenbereich der Top500-Liste vordringen – der erste Mips-basierte Supercomputer in der Liste seit 2004. (as)