{"id":29620,"date":"2021-07-21T14:15:26","date_gmt":"2021-07-21T20:15:26","guid":{"rendered":"https:\/\/goldenti.com\/site\/?p=29620"},"modified":"2021-07-21T14:15:28","modified_gmt":"2021-07-21T20:15:28","slug":"por-que-actualmente-cuesta-mas-mover-datos-que-procesarlos-en-cpu-gpu","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/goldenti.com\/site\/por-que-actualmente-cuesta-mas-mover-datos-que-procesarlos-en-cpu-gpu\/","title":{"rendered":"\u00bfPor qu\u00e9 actualmente cuesta m\u00e1s mover datos que procesarlos en CPU\/GPU?"},"content":{"rendered":"\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Una de las cosas que se dice entre bambalinas dentro de la industria es que podr\u00edamos ver un estancamiento del rendimiento del hardware en los pr\u00f3ximos a\u00f1os. \u00bfLa causa del fen\u00f3meno? El movimiento de datos se ha convertido en un cuello de botella, producto de que el coste energ\u00e9tico de hacerlo no ha escalado como es debido. Veamos cu\u00e1les son las consecuencias<\/p>\n\n\n\n

En los \u00faltimos a\u00f1os ha habido un cambio de paradigma en el dise\u00f1o, el coste de procesar un dato se ha vuelto realmente irrisorio por la creciente subida en potencia de CPUs y GPUs, pero esta mejora continua tiene una contrapartida y es el coste del transporte de los datos o movimiento de la informaci\u00f3n, la cual se ha ido encareciendo. A d\u00eda de hoy es mucho m\u00e1s caro mover un dato para procesar una instrucci\u00f3n con este que la ejecuci\u00f3n de la propia instrucci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Cuando en el a\u00f1o 2005 Intel dio el salto de los procesadores con un solo n\u00facleo a los multin\u00facleo, el motivo que esgrimieron para ello fue el rendimiento por vatio. El consumo energ\u00e9tico pas\u00f3 a ser crucial en el dise\u00f1o de nuevos procesadores, lo que permiti\u00f3 el advenimiento de la era de los ordenadores port\u00e1tiles, los cuales a partir de ese momento dejaron de estar una generaci\u00f3n por debajo en cuanto a arquitectura. Pero, por aquel entonces el problema del coste energ\u00e9tico del movimiento de los datos no exist\u00eda, pero se empez\u00f3 a hacer patente a medida que ha ido pasando el tiempo, para convertirse en la mayor pesadilla de los dise\u00f1adores.<\/p>\n\n\n\n

El problema del movimiento de datos est\u00e1 en el cableado<\/h2>\n\n\n\n
\"Velocidad<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Si mir\u00e1is la jerarqu\u00eda de memoria<\/a> de un procesador os dar\u00e9is cuenta qu\u00e9 el ancho de banda de los diferentes niveles de cach\u00e9 es distinto, siendo mucho m\u00e1s alto en los primeros niveles y m\u00e1s bajo en los niveles sucesivos de la jerarqu\u00eda hasta llegar a la memoria RAM. \u00bfPor qu\u00e9 no tenemos procesadores con un ancho de banda igual a la cach\u00e9 L1 en la memoria? Por dos motivos, el primero de ellos es por la interfaz, pero el segundo tiene que ver con el hecho con que a medida que aumenta la distancia en el cableado que comunica el procesador con las diferentes memorias m\u00e1s aumenta la energ\u00eda consumida.<\/p>\n\n\n\n

Por eso el procesador ideal ser\u00eda uno que tuviese la memoria RAM pegada al procesador, algo que a nivel de integraci\u00f3n y fabricaci\u00f3n es imposible de realizar a d\u00eda de hoy. Ya que los procesos de fabricaci\u00f3n son demasiado caros y lentos para producir en masa. Son caros por el hecho que a\u00f1aden nuevos pasos en la fabricaci\u00f3n que aumentan el margen de error y hacen que salgan menos unidades. Por lo que los sistemas en desarrollo que buscan solventar este problema de manera \u00abex\u00f3tica\u00bb se est\u00e1n centrando en el mercado de la computaci\u00f3n de alto rendimiento, donde el dinero que mueven los grandes contratos gubernamentales y con las grandes empresas pagan el despliegue de esta tecnolog\u00eda.<\/p>\n\n\n\n

En cuanto al mercado dom\u00e9stico, el mayor problema est\u00e1 en el desarrollo de nuevos tipos de memoria que tengan un consumo por datos transmitidos, medida en pJ\/bit, cada vez m\u00e1s bajo. Y no solo de memoria, sino tambi\u00e9n para la intercomunicaci\u00f3n de diferentes procesadores entre s\u00ed. Para ello se est\u00e1n buscando tipo de soluciones, desde interfaces \u00f3pticas que no gastan m\u00e1s con la distancia, hasta el uso de interfaces 3DIC, ya sea a trav\u00e9s de v\u00edas o puentes de silicio. Todas ellas son soluciones no aptas para el mercado dom\u00e9stico, lo que supone un posible estancamiento en el rendimiento para los a\u00f1os siguientes.<\/p>\n\n\n\n

\u00bfQu\u00e9 partes del hardware se ven m\u00e1s afectadas?<\/h2>\n\n\n\n
\"Road<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Las GPU son lo que llamamos procesadores de caudal o stream processors, el motivo es que su rendimiento de todo chip gr\u00e1fico contempor\u00e1neo depende del caudal de datos que recibe para procesar. Si nos encontramos que el cuello de botella actualmente est\u00e1 en el movimiento de datos y la energ\u00eda que consumen, entonces nos encontramos que a medida que aumentamos la capacidad de c\u00e1lculo de una GPU entonces como es obvio vamos a necesitar un volumen de datos cada vez mayor. El problema es que una tarjeta gr\u00e1fica est\u00e1 limitada en cuanto al consumo energ\u00e9tico compartido entre su VRAM y la GPU misma, el cual es otorgada por la fuente de alimentaci\u00f3n del puerto PCI Express.<\/p>\n\n\n\n

Para ello lo que est\u00e1 buscando es el a\u00f1adido de nuevas ideas para paliar el problema para las GPU, una de ellas es el a\u00f1adido de una cach\u00e9 de \u00faltimo nivel de gran capacidad. Con la capacidad de adoptar las l\u00edneas de datos descartadas por la cach\u00e9 L2 y evitar que la GPU tenga que acceder a la VRAM. La primera en hacerlo ha sido AMD con su Infinity Cache.<\/p>\n\n\n\n

\"Memoria-RAM-LPDDR5\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

El otro problema lo tenemos en los dispositivos de muy bajo consumo, la LPDDR5 que es el \u00faltimo est\u00e1ndar empieza a promocionarse como memoria m\u00e1s all\u00e1 de estos dispositivos. Pese a que han conseguido recortar el consumo en un 20% respecto a la LPDDR4X y situarse en una media de 4 pJ\/bit, los mayores anchos de banda no suponen un ahorro energ\u00e9tico en cuanto a la memoria. Lo que supone un desaf\u00edo para el desarrollo de futuros SoC para m\u00f3viles. Lo que ha llevado a ARM a evolucionar su ISA a mercados m\u00e1s all\u00e1 de los dispositivos PostPC y es el motivo por el cual empezamos a ver n\u00facleos ARM en dise\u00f1os que van m\u00e1s all\u00e1 de lo que hab\u00edan estado hasta hace relativamente poco.<\/p>\n\n\n\n

Fuente:<\/strong> HardZone<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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