¬ŅPor qu√© necesitamos un sistema de monitoreo en un chip?

La startup británica UltraSoC introdujo la tecnología en chip para rastrear el rendimiento del chip sin sacrificar el rendimiento. Te contamos cómo funciona la solución.


/ foto 83DegreesMedia CC BY

¬ŅPor qu√© implementar sistemas de monitoreo en un chip?


Los dispositivos heterogéneos se construyen a partir de varios bloques. Pueden ser procesadores, coprocesadores o circuitos integrados ASIC. La especialización de los módulos informáticos mejora el rendimiento de todo el sistema, pero la "composición multicomponente" genera dificultades con la optimización: cada unidad de hardware requiere ajuste.

El problema se agrava si los chips son utilizados por un gran centro de datos. Monitorear la gran infraestructura no es una tarea f√°cil. Las soluciones de software especializadas a menudo da√Īan la eficiencia de los sistemas inform√°ticos. Por ejemplo, la utilidad para medir el ancho de banda del canal iPerf reduce el rendimiento de la red en un 10-15%.

Para resolver este problema, UltraSoC implement√≥ herramientas de monitoreo directamente en el chip. La compa√Ī√≠a ha desarrollado una serie de m√≥dulos semiconductores l√≥gicos, cada uno de los cuales es responsable de una de las tareas: monitoreo, depuraci√≥n, seguridad. Los fabricantes de chips pueden usar estos m√≥dulos y colocarlos en el mismo circuito con procesadores, GPU e interfaces de red. Esto le permite recopilar datos de todos los componentes del chip "en su lugar" sin soluciones de software invasivas. Esta tecnolog√≠a ya se ha adaptado para trabajar con arquitecturas est√°ndar: desde ARM y RISC-V hasta MIPS y Xtensa.

Dispositivo del sistema


UltraSoC ofrece una treintena de m√≥dulos que pueden ensamblarse seg√ļn las caracter√≠sticas de un sistema particular en un chip (SoC). Los m√≥dulos se dividen en tres clases:

  1. Bloques de an√°lisis: controle y monitoree los componentes del chip;
  2. Bloques de mensajería: conecte los módulos UltraSoC entre sí;
  3. Comunicadores: interfaces para la comunicación con sistemas externos y componentes internos.

Por ejemplo, para microprocesadores basados ‚Äč‚Äčen la arquitectura RISC-V, todo el sistema puede verse as√≠:



Los datos obtenidos sobre el estado de los componentes del chip se pueden mostrar a través de varias interfaces: USB, Ethernet, PCI-Express e incluso Wi-Fi. Después, esta información puede descargarse en cualquier sistema analítico para buscar anomalías en el funcionamiento de los componentes.

Potencial y desventajas de la solución.


Los desarrolladores de UltraSoC dicen que su sistema encontrar√° aplicaciones en centros de datos y ayudar√° a los proveedores de la nube a monitorear la infraestructura de la nube a gran escala. Dado que los par√°metros del sistema en un chip se controlan utilizando hardware que (a diferencia del software) no afecta el rendimiento, los operadores del centro de datos podr√°n recibir datos actualizados del estado del servidor en tiempo real.

Debido al hecho de que la tecnolog√≠a eval√ļa el trabajo de los componentes de bajo nivel directamente, ayudar√° a determinar r√°pidamente la causa de los llamados heisenbags : "errores flotantes" que son dif√≠ciles de detectar debido al hecho de que cambian regularmente las propiedades.

Pero antes de que la tecnolog√≠a pueda ser ampliamente utilizada, el equipo de UltraSoC tendr√° que convencer a los fabricantes para que integren la soluci√≥n en sus chips. Su implementaci√≥n complicar√° los procesos comerciales, conducir√° a mayores costos de producci√≥n y a un aumento en el precio de los microcircuitos. Por lo tanto, muchas compa√Ī√≠as pueden negarse, citando el hecho de que ser√° m√°s barato para los clientes usar software de monitoreo de terceros por su cuenta.

Pero varios fabricantes todav√≠a quieren probar el producto. Por ejemplo, Esperanto tiene la intenci√≥n de implementar la tecnolog√≠a UltraSoC en miles de procesadores basados ‚Äč‚Äčen RISC-V y aceleradores AI / ML para rastrear su rendimiento.

Desarrollos alternativos


Otras organizaciones tambi√©n est√°n desarrollando sistemas en chip. En particular, sensores especiales para monitorear voltaje y temperatura (PVT - Proceso, Voltaje, Temperatura). Son tierra para trabajar en sistemas en un chip y ASIC. A principios del a√Īo pasado, Moortec cont√≥ con el apoyo del fabricante de chips TSMC e implement√≥ su tecnolog√≠a en chips de 12 nm. La compa√Ī√≠a conf√≠a en que los procesadores con sistemas de monitoreo integrados encontrar√°n aplicaciones en centros de datos, dispositivos m√≥viles, sistemas de IA, IoT, etc.

Otro proyecto, los sensores PVT "inteligentes", fue el resultado del trabajo conjunto de las empresas. La combinación de los sistemas de monitoreo y análisis digital UltraSoC y los sensores físicos Moortec le permite monitorear exhaustivamente el estado de SoC y optimizar la carga en tiempo real.

Lo que le espera a la tecnología en el futuro


Los desarrolladores de UltraSoC creen que la creciente popularidad de las soluciones de alta tecnología (AI, ML, IoT), así como la transición a sistemas heterogéneos, harán que las herramientas de monitoreo integradas sean indispensables.

La compa√Ī√≠a planea hacer que la arquitectura de la soluci√≥n sea m√°s flexible y personalizable. Para hacer esto, UltraSoC comenz√≥ a desarrollar UltraDevelop 2. Este es un entorno de desarrollo integrado (IDE), con el que puede configurar, depurar y optimizar los par√°metros de los componentes del chip. Su lanzamiento est√° programado para el segundo trimestre de 2019.



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Source: https://habr.com/ru/post/442788/


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