Chip Niagara 2 thế hệ mới của Sun

Thông báo ngày 23/8 của Sun Microsystems cho biết, chip Niagara 2 của hãng này sẽ có khả năng chạy đồng thời 64 tập lệnh, gấp đôi khả năng xử lý của những con chip cao cấp khác.

Niagara 2 dự kiến sẽ được công bố vào nửa năm cuối 2007. Phiên bản Niagara hiện tại - UtraSparc T1 (8 lõi) chỉ có khả năng chạy 32 tập lệnh (mỗi lõi chạy 4 tập lệnh). Niagara 2 cũng sẽ có 8 lõi nhưng mỗi lõi lại có khả năng xử lý tập lệnh gấp đôi so với UtraSparc T1 (8 tập lệnh/lõi).

Những mẫu chip Niagara đầu tiên (Niagara) thực sự là một thiết kế tham vọng mà Sun dùng để khôi phục lòng tin khách hàng sau những phàn nàn cho rằng hãng này có những yếu kém trong công nghệ chế tạo chip.

Thực tế đã cho thấy Sun đạt được một số thành công nhất định từ nỗ lực trên, chẳng hạn như doanh thu từ số server tích hợp chip Niagara bán ra trong quý 2 năm 2006 đạt 100 triệu USD, chỉ sau vài tháng kể từ khi Sun bắt đầu thực hiện những điều chỉnh trong khâu thiết kế chip (cuối năm 2005).

Nói chung phiên bản Niagara đầu chủ yếu dành cho những dạng máy chủ cấp thấp, nghiêng về cách thức xử lý nhiều tác vụ song song hơn là xử lý tác vụ riêng lẻ. Điều này đối nghịch với các con chip của IBM, Intel và AMD - thường tập trung vào tốc độ xử lý đơn chuỗi.

Niagara 2 đưa Sun đi xa hơn trên lộ trình đa luồng (multithreading). Mỗi lõi (core) của con chip này đều có 2 phần gọi là nhóm chuỗi (thread group) với khả năng xử lý 4 tệp lệnh. Con chip này sẽ đạt hiệu suất tối ưu nhất khi hoạt động trên nền tảng hệ điều hành Solaris (HĐH riêng của Sun).

Tăng gấp đôi khả năng xử lý chuỗi cũng đồng nghĩa với việc bề mặt của chip phải nới rộng thêm 20%. Trong khi đó, kích cỡ của chip là yếu tố cực kỳ quan trọng đối với chi phí sản xuất và tính hiệu quả sản phẩm.

Tuy nhiên, do Niagara 2 được xây dựng trên dây chuyền sản xuất cao cấp 65nm (phiên bản Niagara là 90nm) nên nó có thể gắn thêm nhiều trasitor mà không làm tăng diện tích. Ngoài khả năng tăng gấp đôi hiệu suất, Niagara 2 còn được tích hợp dung lượng cache 4MB (Niagara là 3MB), động cơ đa mã hoá (Niagara là đơn mã hoá), một cổng PCI Express, 4 trình điều khiển bộ nhớ FB-DIMM, và hai cổng Ethernet 10GB.

Sun cho biết bản Niagara 2 không hỗ trợ hoàn toàn cho các nền tảng đa bộ vi xử lý. Điều này cũng có nghĩa Niagara 2 thiếu đi cơ chế để đảm bảo chip hoạt động tốt với những nền tảng khác, chẳng hạn như đồng bộ hoá dữ liệu lưu trữ trên bộ nhớ cache.

Thúc đẩy hiệu suất đơn chuỗi (single-thread)

Mặc dù đặt trọng tâm vào khả năng xử lý chuỗi tổng hợp, nhưng Sun đang có những bước đi cải thiện hiệu suất đơn chuỗi. Chẳng hạn, mỗi lõi của Niagara 2 có một động cơ toán học gọi là đơn vị FPU; trong khi bản Niagara chỉ có một FPU chia sẻ cho 8 lõi. Mỗi lõi của Niagara 2 cũng có một đơn vị xử lý dòng (SPU), giúp tăng tốc các tác vụ mã hoá và giải mã.

Niagara 2 còn được tích hợp nhiều tính năng cải tiến độ ổn định của server. Phần cứng có khả năng tự động tắt một chuỗi xử lý, hoặc một nhóm chuỗi xử lý, hay toàn bộ một lõi nếu có quá nhiều lỗi xảy ra.

Phần quan trọng nhất của Niagara là khả năng tiêu thụ ít năng lượng, một trong những quan tâm hàng đầu của các nhà sản xuất chip hiện nay. Sun cho biết Niagara 2 sẽ rất tiết kiệm điện năng qua sự kiểm soát của phần mềm. Phần mềm này có thể đóng những thành phần không dùng tới của chip.