X-Silicon, el chip RISC-V que unifica CPU y GPU en uno

En los últimos días, ha aparecido en las noticias sobre hardware un nuevo chip bautizado como X-Silicon y que promete unificar las bondades de una CPU y una GPU en un solo chip. Pero, ¿es esto cierto o es más bien puro marketing?

¿Qué es realmente la X-Silicon G-CPU?

En los últimos días, ha aparecido la información de un chip que sirve tanto de CPU como de GPU que utiliza el set de instrucciones RISC-V, y ya tenemos a buena parte de los medios hablando de que se trata de la fusión de una CPU y GPU en un mismo chip, es decir, una especie de Santo Grial.

No obstante, dicha afirmación es muy atrevida, ya que si miramos la arquitectura de X-Silicon lo que tenemos es literalmente la arquitectura de una GPU, pero no es la de una CPU, lo cual queda claro en el diagrama que han mostrado sus creadores donde no solo tenemos las clásicas unidades de función fija de una GPU, sino que además que la organización es en unidades SIMD.

En todo caso, una GPU basada en RISC-V no es algo que nos deba sorprender, la ISA tiene una versatilidad que permite crear chips de dominio específico, ya sean una GPU o un controlador para un SSD. La diferencia aquí, en el caso del X-Silicon el set de instrucciones RISC-V es el completo, es decir, el de propósito general. Por lo que puede ejecutar cualquier programa, es más, su magia es que puede ejecutar un sistema operativo complejo, en forma de distribución de Linux adaptada.

Las malas lenguas dicen que será una resurrección de Intel Larrabee, sin embargo, el fallido diseño de la marca azul estaba pensada para tarjetas de expansión y no para funcionar como procesador central.

Con cuatro cambios, una GPU puede funcionar como una CPU

Con respecto a la computación de propósito general, las GPU se utilizan para ejecutar algoritmos o partes de los mismos que son altamente paralelizables. De esa manera se aprovechan las decenas de núcleos que tienen estos chips. Lo que les lleva a ser clave de cara a la computación de alto rendimiento. Es decir, a día de hoy, tanto una CPU como una GPU pueden ejecutar programas, lo que convierte a los actuales chips gráficos en máquinas Turing completas.

En todo caso, hemos de tener en cuenta que cualquier programa informático se puede dividir en dos partes:

• Una parte serializada, que solo puede funcionar en un núcleo y un solo hilo de ejecución.
• La parte paralelizables, cuyo rendimiento depende de la cantidad de núcleos que participan.

Lo que se busca con el X-Silicon es que el código se ejecute al 100% en estos chips, tanto la parte serial como la que funciona en paralelo. Eso sí, todavía no hemos visto el hardware completo, por lo que no sabemos si se va a vender como una CPU convencional o en forma de una tarjeta de expansión, todo apunta a que lo harán como un procesador central, desde el momento en que han anunciado que puede ejecutar un sistema operativo completo.

No nos lo han contado todo acerca del X-Silicon

El hecho de que el X-Silicon vaya a funcionar como CPU supone que en su circuitería ha de tener una serie de mecanismos que si bien en una GPU no son necesarios en una CPU sí. Lo malo de todo ello es que esto hará cada uno de sus núcleos más complejos, lo que reducirá su rendimiento por mm² en comparación con las GPU puras. En todo caso, y esto es especulación nuestra, creemos que los chips para computación de alto rendimiento e inteligencia artificial de NVIDIA serán como este chip.

¿Y qué cosas tiene que incluir el X-Silicon para funcionar como una CPU y mantener su arquitectura de GPU? Pues para empezar mecanismos de control de periféricos e interrupciones y un controlador de memoria avanzado como el que tienen las CPU. Eso sí, no parece que en cuanto a la organización de los núcleos vayamos a ver cosas como la ejecución fuera de orden y demás funcionalidades de las CPU modernas.

Lo malo es que el espacio y los recursos son limitados, por lo que su rendimiento ejecutando código en paralelo no será tan bueno como el de una GPU, tampoco lo será de cara al código en serie como una CPU. Por lo que su ventaja es puramente económica al permitir ahorrar la GPU.