Premier processeur graphique open source au monde, MIAOW

MIAOW, Premier processeur graphique open source au monde maintenant disponible pour les utilisateurs

Les chercheurs du Vertical Research Group de l’Université du Wisconsin-Madison ont récemment annoncé lors de l’événement Hot Chips à Cupertino, Californie, qu’ils ont conçu le tout premier processeur graphique open source à usage général (GPGPU). Il est intitulé Many-Core Integrated Accelerator Of The Waterdeep, abrégé en MIAOW.

Le processeur MIAOW est une implémentation logique à transistor-résistance de l’architecture de jeu d’instructions open source Southern Islands d’AMD. Un livre blanc a été publié sur l’appareil par les chercheurs. Il a fallu 36 mois à une équipe centrale de 12 développeurs visionnaires pour développer MIAOW. Leur objectif était simplement de créer un GPGPU fonctionnel sans fixer d’objectifs spécifiques en matière de zone, de fréquence, de puissance ou de performance.

Il peut être judicieux de penser qu’en tant que projet open source, une fois qu’il sera davantage développé, certaines entreprises astucieuses pourraient décider de mettre la puce en production complète. Cela pourrait également entraîner des problèmes graves de violation de propriété intellectuelle qui pourraient devoir être abordés. Comme l’ensemble du projet dépend d’une version réduite de l’ISA d’AMD pour ses propres GPU, l’équipe devra soit travailler dans les limites d’AMD pour constamment faire avancer un tel projet, soit l’effort, peu importe à quel point il est bien établi dans le prototypage FPGA ou le silicium réel, pourrait être un certain nombre de poursuites judiciaires en attente.

Le scientifique informatique Karu Sankaralingham, qui dirige le groupe de recherche du Wisconsin, explique que la création de MIAOW est la dernière d’une série d’actions entreprises pour maintenir le développement des processeurs en ligne avec la loi de Moore.

« Nous avons besoin de nouveaux modules matériels innovants, de nouveaux types de processeurs, de nouveaux types d’accélérateurs matériels, et ainsi de suite », dit-il. Le matériel open source représente une nouvelle avenue prometteuse. « J’imagine que dans cinq ou dix ans, les entreprises tireront parti du matériel open source, tout comme cela s’est produit avec le logiciel open source », déclare Sankaralingham. « Par exemple, Facebook a été principalement construit en utilisant PHP. PHP est complètement open source. Il serait difficile d’imaginer que Facebook aurait pu décoller sans PHP. »

Lorsque AMD a rendu l’architecture de jeu d’instructions de l’un de ses processeurs graphiques disponible, Sankaralingham et son équipe ont décidé de se concentrer sur un processeur graphique. Les CPU ont été de plus en plus remplacés par des processeurs graphiques pour traiter le calcul haute performance et le traitement de grandes données.

« Ce que les GPGPU font de mieux, c’est utiliser l’architecture GPU pour s’attaquer à des problèmes très intensifs en calcul », dit Sankaralingham. « Leurs architectures ont deux propriétés importantes : elles offrent des performances très élevées et elles sont très efficaces en termes de puissance. » En conséquence, les GPU seront utilisés, par exemple, dans les systèmes de navigation, l’Internet des objets, les voitures sans conducteur et l’apprentissage profond. Le chercheur du Wisconsin a souligné qu’il y a un énorme besoin de vitesses de calcul très élevées à faible consommation d’énergie dans tous ces environnements.

Actuellement, MIAOW est strictement un projet de recherche académique, car il ne possède pas la logique auxiliaire requise pour créer une sortie graphique réelle et manque de la logique nécessaire pour le connecter à une mémoire ou à un bus système spécifique. « Un impact qu’il aura dans mon domaine », dit Sankaralingham, « est que les chercheurs académiques, qui ont une implémentation matérielle de très bas niveau dans leurs recherches, vont adopter nos idées. »

Le travail du groupe a un autre résultat significatif : il a « démontré que des équipes intelligentes peuvent aller et construire des pièces matérielles significatives qui peuvent rivaliser avec des produits industriels haut de gamme. » Sankaralingham dit qu’il considère la recherche de son groupe comme une étape vers le développement de conceptions totalement nouvelles qui ne dépendent d’aucun produit commercial existant dans l’industrie.

Le GPU MIAOW est essentiellement une version simplifiée des GPU commerciaux. Il implémente un sous-ensemble de l’architecture de jeu d’instructions GPU d’AMD. La conception actuelle du GPU comprend un CPU hôte qui assigne un noyau au GPGPU, un contrôleur de mémoire et une hiérarchie de mémoire mise en cache. Le GPGPU résultant dans sa conception actuelle utilise seulement 95 instructions et 32 unités de calcul. Il ne prend en charge que les opérations en simple précision. Mais l’équipe de recherche est apparemment en train d’ajouter un pipeline graphique à la conception actuelle du GPU, un processus qui devrait prendre environ six mois.

Avec l’avancement de la technologie, MIAOW pourrait s’avérer être une étape importante dans l’industrie du matériel informatique.