超越细胞15倍 日本研发出512核心处理器

东京国立大学于6日发表了单芯片512 G FLOPS浮点运算加速处理器GRAPE-DR 。GRAPE-DR是GRAPE高速运算计算机系列的下一代。 GRAPE系列是全球最高速运算器并连续六度获得“戈登‧贝尔奖”（Gordon Bell Prize）, 这个奖是用以奖励将并行计算机应用在实用科学技术运算上，并大幅提升计算机性能者。

东京大学信息工学系研究科平木教授

GRAPE-DR是GRAPE-6(第六代)的下一代，在计算速度上将有更惊人的进展而其应用层面也将更广泛。GRAPE-DR计划旨在开发出全球最快的超级计算机，以进行尖端的科学研究。因此GRAPE-DR 的运算能力将达到每秒2,000兆次浮点，速度是GRAPE-6的31倍以上(GRAPE-6 的每秒运算次数是64兆次)。GRAPE-6的功能主要是应用在天文运算而GRAPE-DR的功能则扩及至一般运算。

以快速、廉价、易于使用为目标的GRAPE-DR运算处理器，目标是打造全球最快的超级计算机

处理器内部划分为16 个运算组，采用共有内存，PLL(Phase Locked Loop) 等简单构造。每个运算组内部32颗核心构成，因此整个处理器拥有32×16 共512 颗核心。每个核心具有记录器，加法器 (FADD)，乘法器(FMUL)等。本次发表的计算处理器采用PCI-X总线接口，未来将会尝试使用FPGA以及PCI Express总线结构等以应用在现实的PC架构中实现运算加速功能。

GRAPE-DR运算处理器实物图

在浮点运算方面，单精度采用512 G FLOPS，倍精度达到384 G FLOPS 。此前，IBM和Sony开发的Cell处理器为单精度 256 G FLOPS 、倍精度 25 G FLOPS 。GRAPE-DR 处理器在单精度的运算速度方面是前者2倍，倍精度大约15倍。同时，其每瓦性能也达到8.5 G FLOPS ，大大地超过ClearSpeed的 CSX-600及NEC 的SX-8运算处理器。

装载GRAPE-DR处理器的系统

装载GRAPE-DR处理器的系统

处理器大小约为17×17毫米，采用 BGA(Ball Grid Array) 电路板，包含晶体管数量约为3亿个，制造工艺采用TSMC 的90 nm生产技术。据研发者表示，未来其制作工艺将采用45 nm技术并且晶体管数量也将倍增。 在现场演示中，装载GRAPE-DR 运算处理器的 PCI-X 总线电路板所采用的为皓龙2路系统，表明了这款产品是能够被广泛应用在现有架构电脑上的。