Jim Keller, ahora en Tenstorrent, hizo un evento en el que congregó a sus ingenieros de IA y CPU para trazar los planes del futuro inmediato de la compañía. De esta forma, dieron a conocer su hoja de ruta sobre los futuros productos que lanzarán al mercado, tanto de procesadores de propósito general como de aceleradores de inteligencia artificial. Y la sorpresa es que la compañía está trabajando en un núcleo RISC-V de lo más poderoso…
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Quizás muchos de vosotros no conozcáis la empresa Tenstorrent, pero lo cierto es que está dando mucho que hablar y apunta a ser una pieza clave en la industria en los próximos años. A esta compañía se uniría en 2020 como CTO Jim Keller, para convertirse en CEO en enero de 2023.
Jim Keller comenzó a trabajar en Harris Corporation en placas de microprocesadores, y más tarde se uniría a DEC (Digital Equipment Corp) en 1982, donde trabajaría hasta 1998. Allí estaría involucrado en el diseño de varios procesadores míticos de la compañía, como el VAX 8800, el Alpha 21164, y el Alpha 21264.
En 1998 pondría rumbo a AMD, donde trabajaría en microarquitecturas clave como la K7 (Athlon) y también sería el arquitecto principal de K8, donde también estaría involucrado en el diseño de la ISA x86-64 o AMD64, así como la interconexión de alto rendimiento HyperTransport.
En 1999 dejaría de trabajar en AMD para comenzar en SiByte donde diseñaría un procesador basado en MIPS para adaptadores de red y otros dispositivos. En 2000, SiByte fue adquirida por Broadcom, donde continuaría trabajando como uno de los principales arquitectos hasta 2004.
En 2004 pasaría a ser parte de la compañía P.A. Semi, especializada en procesadores de bajo consumo. Y en 2008, esta compañía sería absorbida por Apple, pasando a integrarse dentro de la empresa de la manzana para trabajar en el diseño del SoC Apple A4 y A5.
En agosto de 2012, Jim Keller retornaría a AMD, donde su principal objetivo sería el desarrollo de una nueva generación de microarquitecturas basadas en ARM y AMD64, llamadas K12 y Zen respectivamente. Recordemos que Zen es una de las microarquitecturas más prometedoras que ha posibilitado poner a AMD donde está actualmente.
En 2016, se uniría a Tesla Inc., donde se centraría en el departamento de ingeniería de hardware para el Autopilot para los coches autónomos. Después de esto daría el salto fugaz a Intel, para terminar dejando la compañía en 2020 por cuestiones personales.
Pero ese no fue el fin de Jim Keller, ya que terminaría uniéndose a una compañía nueva y totalmente desconocida llamada Tenstorrent. Sería el CTO desde diciembre de 2020, para convertirse en el CEO en enero de 2023, como he comentado anteriormente. Allí, ha reunido a un gran e interesante grupo de trabajo, con mucho talento.
Uno de los arquitectos jefes involucrado en la CPU de Tenstorrent es Wei-Han Lien. Lien cuenta con una gran experiencia, ya que trabajó en empresas tan conocidas como NexGen, AMD, PA-Semi, y Apple. De hecho, dentro de la compañía de Cupertino se involucró en las microarquitecturas de los SoC A6 y A7, además del M1.
Lien no es el único talento que tiene Tenstorrent, hay más. Cuentan con un gran batallón de ingenieros de primera clase, con una vasta experiencia tanto en diseños ARM, como x86, etc. Y todos ellos apuntando hacia RISC-V…
Como sabes, la familia x86 está controlada por Intel y AMD, principalmente. Es cierto que existen algunas CPUs basadas en esta ISA de otras compañías, pero nada significante. Por otro lado está ARM, que también está controlada por Arm Holding. Esto limita el ritmo de innovación y desarrollo, por ese motivo Tenstorrent ha decidido apuntar hacia RISC-V. De esta forma, no solo podrán usar una ISA libre de regalías, sino que también podrán marcar su propio ritmo de evolución.
Además, RISC-V tiene muchas cosas interesantes, y van más allá de ser una ISA de código abierto (licencia BSD), también ha evolucionado muy rápido, innovar con ella se hace de forma más ágil, y tiene soluciones para la IA que la hacen muy atractiva para los objetivos de Tenstorrent.
«Estaba buscando una solución de procesador complementaria para la inteligencia artificial, queríamos usar datos tipo BF16 [Brain Floating Point de 16-bit] y fuimos a Arm y les dijimos: ‘Oye, ¿puedes ayudarnos?’ Y dijeron ‘no, requiere tal vez de dos años de discusión interna y discusión con los socios’.
Declaraciones de Lien a Tom’s Hardware
Además, RISC-V es una ISA que desde su llegada produjo mucha admiración por el sector tecnológico, y se están haciendo proyectos muy interesantes con ella. Y no solo produjo admiración, también temor, especialmente en Arm, quienes se apresuraron a publicar un blog en el que se exponían puntos desfavorables a RISC-V frente a ARM que inmediatamente borrarían, ya que lejos de conseguir lo que pretendían, consiguieron más bien lo contrario…
El objetivo que se ha marcado Tenstorrent es bastante ambicioso. Pretenden desarrollar una microarquitectura basada en RISC-V y hasta cinco CPUs (núcleos IP) en solo un año. Así podrán satisfacer distintas necesidades en cuanto a rendimiento y eficiencia energética para sus productos.
Aunque un SoC para electrónica de consumo y una CPU de alto rendimiento para HPC compartan poco, lo cierto es que sí que pueden estar basados en la misma ISA y microarquitectura, como es el caso que vemos en la hoja de ruta marcada por Tenstorrent.
En la hoja de ruta de la imagen anterior, podemos ver que los núcleos IP de CPU RISC-V que Tenstorrent está desarrollando tienen diferentes objetivos, y diferentes anchos de decodificación de instrucciones: 2-wide, 4-wide, 6-wide y 8-wide. Es decir, de menor a mayor rendimiento.
Tanto para PC (cliente) como para HPC, estarán disponibles los de 6 y 8, con nombre clave Alastor y Ascalon respectivamente. Se trata de diseños de alto rendimiento, basados en RISC-V de 64-bit, y con ejecución fuera de orden (OoOE). Y, créeme, van a dar mucho que hablar…
El más poderoso de su categoría, el núcleo Ascalon, se basará en la ISA RV64ACDHMVV. Esta CPU con ejecución fuera de orden tendrá un decodificador de 8-way de ancho, además de ser una arquitectura superescalar con seis ALU y dos FPU, así como otras dos unidades vectoriales de 256-bit. Esto es una auténtica bestia, teniendo en cuenta que el AMD Zen 4 es 4-way y el Intel Colden Cove es 6-way, estamos ante un núcleo de ultra alto rendimiento.
Además, Tenstorrent también tiene sus propios núcleos Tensix para la inferencia y el entrenamiento de redes neuronales. Cada núcleo Tensix se compone a su vez de 5 núcleos RISC, una unidad de cálculo matricial para operaciones Tensor, una unidad SIMD para operaciones vectoriales, 1-2 MB de SRAM y hardware para acelerar operaciones de red y de compresión/descompresión. Además, en cuanto a tipos de datos, Tensix admite una gran variedad como los BF4, BF8, INT8, FP16, BF16 y FP64, todos ellos especialmente pensados para acelerar la IA.
Añadir además que estos núcleos contarán con tecnología de fabricación TSMC, con nodos avanzados.
Además, la ambición de Tenstorrent en este momento va más allá de las CPUs indicadas anteriormente, también están centrados en el desarrollo de aceleradores para tareas de aprendizaje automático, etc. Por ejemplo, destacar:
Por último, apuntar que Tenstorrent aporta cierta flexibilidad a sus clientes a la hora de elegir el tipo de memoria exacta, por eso se pueden ver en las diapositivas varios tipos de controladores e interfaces PHY. Sin embargo, por el momento, Tenstorrent no ha dejado ver nada basado en HBM, quizás por problemas de costes…
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