为什么HPE认为内存驱动计算是摩尔定律的答案

摩尔定律——集成电路中的晶体管每两年翻一番——即将结束。 这是不可避免的,因为限制将阻止组件的进一步小型化,要么通过制造限制,要么通过在原子水平上达到小型化的限制。 随着摩尔定律预计将于2025年结束,对计算未来的研究正在认真进行,以寻找新的方法来加速计算性能。

各种公司正在为专门的用例开发这种加速器:图形处理单元的通用计算(GPU)处于加速器趋势的前沿,NVIDIA展示了它们的机器学习能力,量子计算机可以被认为是医学研究的加速器。 然而,并非所有的工作负载都受益于这些类型的加速器。 惠普公司(Hewlett Packard Enterprise)在2017年宣布了这台机器-一台配备160TB RAM的计算机-作为他们定义为“内存驱动计算”的一部分,这是一项处理内存中大量数据的努力。

这方面的困难在于,传统的DRAM是快速的,但不是密集的-没有数据可以存储在DRAM中,而不是闪存中,每平方厘米的比特。 同样,闪存作为一种固态存储介质,比传统的拼盘硬盘具有更高的访问速度和更低的延迟,尽管硬盘驱动器提供了更高的存储密度。 问题不仅仅是原始速度:它们连接到计算机的方式不同,RAM是最直接的连接,SSD和HDD更远,需要遍历RAM,从RAM到CPU缓存。

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对于内存驱动的计算,“我们不是假设只有一种内存,”HPE实验室的首席架构师Kirk Bresniker告诉Tech Republic。 “如果我有很多不同种类的内存呢? 平衡价格、性能和持久性。 但在处理方法上是否都是统一的。 统一的地址空间,统一的访问方式.. 一种在物理上积累不同能力的记忆的方法,但要使它更加统一.记忆结构就是把所有这些记忆缝合在一起的方法。

去年,英特尔宣布了光学直流持久性存储器,每个模块的大小可达512GB。 这个产品与DDR4D IMM兼容,尽管使用3DXPoint,这是一种由英特尔定位在DRAM和NAND之间的技术。 光学DIMM比DRAM具有更高的容量,并且比NAND具有更长的耐用(在写入/擦除周期方面),但在写入时比DRAM慢。 值得注意的是,Optane DIMMs在关机时可以保留数据。 对于内存驱动的计算,像这样的新型内存,以及相位变化和自旋扭矩内存对于创建内存结构至关重要。

此外,内存织物的一个重要功能是尽可能减少这些延迟,这也可以使其他加速器,如GPU受益。

当主CPU中的核心相互交谈-与内存交谈-我们测量的时间是纳秒。 当[与]GPU交谈时,我们需要微秒。 速度慢了一千倍。 “在一个我们正在测量纳秒所有这些延迟的内存结构上,我可以拿那个加速器或者那个内存设备,它的价值实际上是大大增加的,因为它在那个内存结构上。”

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