Oto nowy mikroprocesor zaprojektowany przez Microsoft i powód, dla którego Intel zakupił Alterę

Project Catapult narodził się w głowie Douga Burgera w 2012 roku. Inżynier Microsoftu już wtedy słusznie przewidywał, że przyszłość należy do usługodawców chmurowych, a owa mityczna chmura zmieni świat informatyki raz na zawsze. Konsekwencje tych zmian? Zupełnie nowe podejście do tworzenia oprogramowania i… sprzętu. Serwery wykonują bowiem zupełnie inne zadania niż urządzenia mobilne czy stacje robocze. Procesory stosowane do tej pory niespecjalnie były do tych zadań zoptymalizowane. Burger zasygnalizował Steve’owi Ballmerowi konieczność zaprojektowania układu zoptymalizowanego pod potrzeby przyszłej chmury Microsoftu.

Ówczesny szef Microsoftu nie był jednak przekonany. Nie dlatego, że nie uznawał argumentów za sensowne. Nie był jednak pewien, czy firma specjalizująca się w tworzeniu oprogramowania jest w ogóle w stanie zaprojektować własny procesor dla serwerów i przychylał się raczej do stosowania rozwiązań partnerów. Burger znalazł jednak sojusznika w postaci Qi Lu, odpowiedzialnego za Binga. I rozpoczęto prace nad pierwszym programowalnym układem scalonym Microsoftu typu FPGA (bezpośrednio programowalna macierz bramek). Decyzja podjęta rychło w czas, bowiem Google i Amazon również zaczęły pracować nad własnymi układami tego typu.

Już teraz znaczna część maszyn napędzających Binga, Azure i sieci neuronowe Microsoftu wykorzystują układy FPGA, a dzięki optymalizacji pod to konkretne zastosowanie oferują znacznie wyższą wydajność i skuteczność niż konwencjonalne układy. Każdy nowy serwer Microsoftu będzie wykorzystywał te układy. A to oznacza miliony maszyn na całym świecie. Ta optymalizacja zatem nie jest fanaberią, a ekonomiczną koniecznością.

Układy typu FPGA mogą bowiem ewoluować wraz z oprogramowaniem napędzającym chmurę usługodawcy. Nie trzeba dorzucać kolejnych układów, zarówno przeznaczenia ogólnego, jak i tych wyspecjalizowanych. Układy wywodzące się z Project Catapult przyspieszają przetwarzanie zapytań w Bingu a zarazem przyspieszają rutowanie ruchu sieciowego w ramach Azure.

Efekt końcowy po wielu rewizjach prowadzonych w fazie prototypu jest więcej niż satysfakcjonujący. Układy Project Catapult kosztuje mniej niż 30 procent wszystkich innych części składowych serwera, zużywa mniej niż 10 procent pobieranej energii a zapewnia dwukrotne przyspieszenie przetwarzania przezeń danych. Korzyści ekonomiczne i praktyczne są tu oczywiste.

Chmura Microsoftu ustępuje w zasadzie pod kątem pokrycia rynku wyłącznie chmurze Amazonu, a Google staje się tu coraz ważniejszym graczem (nawiasem pisząc: Google również stosuje własne układy do akceleracji nauczania maszynowego, nazywa je tensorami, a te są, w dużym uproszczeniu, układami GPU pozbawionymi jednostek do rasteryzacji i teksturowania). A to oznacza, że układy te są i będą produkowane na taką skalę, że zmieniają układ sił na rynku producentów układów scalonych.

Zaprojektowane przez Microsoft układy produkuje firma Altera. A tę niedawno kupił Intel, za gigantyczną kwotę 16,7 miliarda dolarów. Intel wiedział o planach Microsoftu i zdawał sobie sprawę, że to prawdziwa żyła złota która ma szansę umocnić go na pozycji lidera, dość osłabionego sromotną klęską na rynku procesorów dla urządzeń mobilnych.

I właściwie to producenci układów scalonych są głównym bohaterem tej notki, mimo iż ta skupia się na omawianych na konferencji Ignite procesorach Microsoftu. Układy CPU, GPU, TPU (Tensor Processing Unit) czy wreszcie wspomniane FPGA trafiają nie tylko do sprzętów jakie kupujemy w sklepach, ale również do centr danych napędzających chmurowe usługi i cyfrowe sieci neuronowe.

A raczej, biorąc pod uwagę zapotrzebowanie, przede wszystkim tam.