Primeiro Processador Gráfico de Código Aberto do Mundo, MIAOW

MIAOW, Primeiro Processador Gráfico de Código Aberto do Mundo Agora Disponível para Usuários

Os pesquisadores do Vertical Research Group da Universidade de Wisconsin-Madison anunciaram recentemente no Hot Chips Event em Cupertino, Califórnia, que projetaram o primeiro processador gráfico de propósito geral de código aberto (GPGPU) da história. Ele é intitulado como Many-Core Integrated Accelerator Of The Waterdeep, abreviado como MIAOW.

O processador MIAOW é uma implementação de lógica resistor-transistor da arquitetura de conjunto de instruções de código aberto Southern Islands da AMD. Um artigo técnico foi publicado sobre o dispositivo pelos pesquisadores. Levou 36 meses para uma equipe central de 12 desenvolvedores visionários desenvolver o MIAOW. O objetivo deles era simplesmente criar um GPGPU funcional sem estabelecer metas específicas de área, frequência, potência ou desempenho.

Pode ser sensato pensar que, como um projeto de código aberto, uma vez que ele seja mais desenvolvido, algum negócio inteligente possa decidir levar o chip para produção em larga escala. Isso também pode resultar em sérios problemas de violação de propriedade intelectual que podem ter que ser abordados. Como o escopo completo do projeto depende de uma versão reduzida da ISA da AMD para suas próprias GPUs, a equipe precisará trabalhar dentro das limitações da AMD para constantemente impulsionar tal projeto ou o esforço, independentemente de quão bem estabelecido esteja na prototipagem FPGA ou no silício real, pode ser um número de processos judiciais esperando para ocorrer.

O cientista da computação Karu Sankaralingham, que lidera o grupo de pesquisa de Wisconsin, explica que a criação do MIAOW é a mais recente em uma série de ações tomadas para manter o desenvolvimento de processadores em linha com a Lei de Moore.

“Precisamos de novos módulos de hardware inovadores, novos tipos de processadores, novos tipos de aceleradores de hardware, e assim por diante”, diz ele. O hardware de código aberto representa uma nova avenida promissora. “Eu imagino que em cinco, dez anos, as empresas estarão aproveitando o hardware de código aberto, assim como aconteceu com o software de código aberto”, diz Sankaralingham. “Por exemplo, o Facebook foi construído principalmente usando PHP. PHP é completamente de código aberto. Seria difícil imaginar que o Facebook teria decolado se o PHP não estivesse lá.”

Quando a AMD disponibilizou a Arquitetura de Conjunto de Instruções de um de seus processadores gráficos, Sankaralingham e sua equipe decidiram se concentrar em um processador gráfico. Os CPUs têm sido cada vez mais substituídos por processadores gráficos para lidar com computação de alto desempenho e processamento de grandes dados.

“O que os GPGPUs são bons é usar a arquitetura de GPU para enfrentar problemas altamente intensivos em computação”, diz Sankaralingham. “Suas arquiteturas têm duas propriedades importantes: Elas fornecem desempenho muito alto e são muito eficientes em termos de energia.” Como resultado, as GPUs serão usadas, por exemplo, em sistemas de navegação, na Internet das Coisas, em carros autônomos e em aprendizado profundo. O pesquisador de Wisconsin apontou que há uma enorme necessidade de velocidade de computação muito alta com baixo consumo de energia em todos esses ambientes.

Atualmente, o MIAOW é estritamente um projeto de pesquisa acadêmica, pois não possui a lógica auxiliar necessária para criar uma saída gráfica real e carece da lógica necessária para conectá-lo a uma memória específica ou barramento de sistema. “Um impacto que terá em meu campo”, diz Sankaralingham, “é que pesquisadores acadêmicos, que têm uma implementação de hardware de baixo nível em sua pesquisa, vão adotar nossas ideias.”

O trabalho do grupo tem outro resultado significativo, que é que “demonstrou que equipes inteligentes podem construir partes de hardware significativas que podem competir com produtos industriais de alto nível.” Sankaralingham diz que vê a pesquisa de seu grupo como um trampolim para o desenvolvimento de designs totalmente limpos que não dependem de nenhum produto comercial existente na indústria.

A GPU MIAOW é basicamente uma versão simplificada de GPUs comerciais. Ela implementa um subconjunto do conjunto de instruções da GPU da AMD. O design atual da GPU inclui um CPU host que atribui um kernel ao GPGPU, um controlador de memória e uma hierarquia de memória em cache. O GPGPU resultante em seu design atual usa apenas 95 instruções e 32 unidades de computação. Ele suporta apenas operações de precisão simples. Mas a equipe de pesquisa está supostamente no processo de adicionar um pipeline gráfico ao design atual da GPU, um processo que deve levar cerca de seis meses.

Com o avanço da tecnologia, o MIAOW pode se provar um marco na indústria de hardware de computadores.