Опытная партия памяти UPMEM была представлена летом прошлого года. Разработчик выпустил 8-Гбайт модули DDR4-2400 RDIMM (ECC), каждый из которых опирался на 4-Гбит микросхемы DRAM с 8 встроенными процессорами DPU (data processing unit). То есть каждый модуль такой памяти был вооружён 128 процессорами для первичной обработки данных прямо на кристаллах памяти.

Важно отметить, что память UPMEM полностью совместима с имеющимся оборудованием. Модификации требуют только некоторые программные библиотеки, но они не очень большие, всего несколько сотен строк кода. Зато потом штатные платформы на процессорах Intel Xeon могут получить многократный рост производительности и снижение итогового энергопотребления без увеличения объёма памяти.

Свежим пресс-релизом разработчик поделился бенчмарками работы системы с процессорами Intel Xeon на памяти UPMEM в приложении для анализа генома человека и при индексном поиске. Работа инструмента GATK (Genome Analysis Toolkit) для составления генетической карты и анализа отклонений на массиве памяти UPMEM прошла в 10 раз быстрее, чем на аналогичном по объёму массиве обычной памяти DDR4.

Поскольку фрагменты генома обрабатывались прямо в памяти, это привело к росту пропускной способности в 11 раз. Всё вместе сопровождалось снижением потребления в 6 раз в пересчёте на пропускную способность. При этом надо отметить, что модуль UPMEM потребляет в два раза больше энергии, чем обычный модуль памяти без встроенных процессоров.

Запуск индексного поиска также показал преимущество встроенной в память первичной обработки данных. На массиве памяти UPMEM запрос распараллеливался по всем чипам и там обрабатывался встроенными процессорами вместо того, чтобы загружать данные в центральный процессор и только там их обрабатывать. Как результат, задержки в обработке снизились в 35 раз, а пропускная способность выросла в 11 раз. Потребление при выполнении этой задачи оказалось также в 6 раз меньше, чем с использованием обычной памяти.

Результаты реальных тестов памяти UPMEM оказались несколько меньше теоретически обоснованных. Ранее разработчик заявлял о 10-кратном снижении потребления, тогда как на деле потребление снизилось в 6 раз. Но даже это выглядит превосходным результатом. При этом скорость работы приложений выросла на порядок, что окажет услугу учёным и человечеству при расшифровке генома и ускорит поиск информации удалёнными клиентами.

На конференции Hot Chips 31 французская компания UPMEM объявила о начале опытных поставок памяти со встроенными процессорами. Модули памяти в форм-факторе DDR4 RDIMM и RDIMM ECC представлены внешне обычными 8-Гбайт планками DDR4-2400 из 16 и, соответственно, 18 чипов объёмом 4 Гбит DDR4-2400 каждый. Но каждый из них ― это не просто кристалл памяти. Внутри каждой микросхемы находятся несколько интегрированных процессоров DPU (data processing unit), каждый из которых адресуется к 64 Мбайт памяти. Итого, в каждом 4-Гбит чипе находятся по 8 DPU. Всего 8-Гбайт модуль DDR4 RDIMM содержит 128 DPU.

Источник изображения ― AnandTech

Данное новшество, уверяют разработчики, значительно ускорит обработку данных, повысит эффективность расчётов и снизит стоимость владения вычислительными системами. Всё дело в том, что простые операции над данными будут выполняться прямо в памяти ― там, где они хранятся. Это освободит как центральный процессор, так и всю цепочку по извлечению, пересылке, кешированию, обработке и обратной отсылке данных. Модули памяти UPMEM будут потреблять в два раза больше обычных модулей без встроенных процессоров, но в пересчёте на энергозатраты по обработке каждого запроса данных они окажутся в 10 раз менее затратными по потреблению и в 20 раз производительнее с точки зрения работы приложений.

Источник изображения ― AnandTech

Процессоры DPU имеют простую 32-битную архитектуру и рассчитаны на простые действия с данными типа несложных инструкций смещения со сложением, смещения с заменой, циклические сдвиги и других. Модули UPMEM можно устанавливать в обычные материнские платы со штатными разъёмами под память RDIMM.

Источник изображения ― AnandTech

Необходимо лишь «слегка», как утверждают в UPMEM, модифицировать программы (библиотеки C) несколькими сотнями строк кода, с чем дюжина программистов может справиться за пару-тройку недель. Зато на выходе будет платформа, весьма эффективно перерабатывающая большие данные.

Источник изображения ― AnandTech

Разработками UPMEM активно интересуются инвесторы. Например, в компанию UPMEM вложила деньги и силы корпорация Western Digital. Как производитель флеш-памяти, WDC интересуется решениями, которые открывают новые горизонты для систем хранения. Модули UPMEM, как нетрудно понять, можно выпустить также с памятью NAND с интегрированными DPU, что наверняка интересует Western Digital и не только. Пока же UPMEM собирается продолжать совершенствовать чипы оперативной памяти. Следующим шагом обещает стать выпуск 128-Гбайт модулей RDIMM с 2048 процессорами DPU в составе каждого. Кстати, потребление 8-Гбайт модуля уже критическое для слота памяти (свыше 20 Вт). Поэтому разработчики рассматривают также иные варианты исполнения массивов памяти со встроенными процессорами.

Источник изображения ― AnandTech