Một CPU ít tên tuổi của Hàn Quốc đang đe dọa Intel, AMD và Nvidia trên thị trường siêu máy tính

Dù vẫn đang trong thời gian tinh chỉnh, CPU mới từ Hàn Quốc đã cho thấy tốc độ xử lý nhanh gấp đôi trong khi tiêu thụ năng lượng bằng một nửa các siêu máy tính thế hệ hiện tại.

Cho đến nay, các siêu máy tính chủ yếu vẫn là sân chơi của những hãng chip lớn như Intel, AMD và Nvidia, thế nhưng điều này có thể sẽ thay đổi trong tương lai không xa khi các siêu máy tính được xây dựng nên từ các bộ xử lý tùy chỉnh có sức mạnh ngày một lớn hơn.

Mới đây nhất là Viện Điện tử Viễn thông Hàn Quốc ETRI đã hợp tác với hãng chip ARM để thiết kế nên một CPU chuyên dụng cho các ứng dụng siêu điện toán, có khả năng đe dọa đến vị thế của các lớn kể trên trong sân chơi này. Nếu thành công, CPU này sẽ giúp Hàn Quốc tiến thêm một bước nữa cho khả năng làm chủ nhu cầu siêu điện toán trong nước, vốn đang phụ thuộc vào các chip từ Intel.

Mục tiêu của các nhà nghiên cứu là thiết kế nên một CPU có tốc độ nhanh gấp đôi các bộ tăng tốc (thường là các GPU) được sử dụng trong những siêu máy tính thế hệ hiện tại, trong khi vẫn tiêu thụ ít năng lượng hơn một nửa.

Mặt cắt kiến trúc bộ xử lý K-AB21

Theo Youngsu Kwon tại Phòng Nghiên cứu Bộ xử lý AI của ETRI, các nhà nghiên cứu giải quyết thách thức này bằng cách tập trung vào hiệu năng chip đơn dành cho các chip và hệ thống năng lượng thấp.

” Từ đây bạn có thể tích hợp thêm nhiều chip hơn, gia tăng hiệu năng và giảm năng lượng tiêu thụ. Hơn nữa, việc tích hợp thêm CPU và các bộ tăng tốc vào một chip duy nhất cũng sẽ cho phép băng thông lớn hơn, loại bỏ nút thắt về băng thông dữ liệu .”

Họ làm điều này bằng cách kết hợp các chip hiệu năng cao ARM Zeus với các nhân AI/HPC (High Performance Computing) có thể mở rộng của ETRI vào trong các giao diện bộ nhớ băng thông cao (HBM) DDR5. Kết quả của nỗ lực thiết kế này là bộ xử lý K-AB21, với tốc độ 16 teraflops cho mỗi CPU. Hiệu năng của mỗi dãy CPU có thể đạt tới 1.600 teraflops (mỗi Teraflops là một nghìn tỷ phép tính điểm nổi mỗi giây).

Mặc dù vậy, nhóm nghiên cứu vẫn đang trong quá trình tinh chỉnh lại các thành phần trên con chip nhưng họ dự kiến có thể ra mắt nó vào cuối năm 2021, kịp lúc cho việc mở ra một kỷ nguyên siêu điện toán mới tại Hàn Quốc mà không cần đến Intel.

Hiện tại siêu máy tính lớn nhất đang trong quá trình xây dựng ở Hàn Quốc có tên là Nurion với sức mạnh đứng thứ 17 trên toàn thế giới. Nurion được xây dựng với công nghệ Mỹ, bao gồm các CPU Intel Xeon Phi và được lắp ráp bởi Cray (trước khi được hãng HPE mua lại). Hiện tại cả 3 siêu máy tính mạnh nhất Hàn Quốc đều là các cỗ máy dùng Intel và do Cray lắp ráp.