Microprocessor Forum: Massiv-Parallel-Prozessor für Bildanalyse
Mehr als siebzigtausend kleine Prozessorkerne sollen gleichzeitig an einem Videodatenstrom arbeiten und so bis zu 10.000 Frames pro Sekunde analysieren.
Axel Kloth, Chief Technology Officer bei Parimics, hat auf dem Microprocessor Forum in San Jose eine massiv-parallele Architektur zur Echtzeitanalyse von bewegten Bildern beschrieben. Ein Array aus 76.800 Pixelprozessoren im SIMD-Verfahren berechnet jedes Pixel des beispielsweise von einer Videokamera kommenden Bildes mit einer Rate von über 10.000 fps. Ein weiteres Array aus 512 Prozessoren in SMP-Architektur kalkuliert Geschwindigkeit, Richtung und alle Bewegungsparameter für bis zu 16 aufgenommene Objekte im Bild.
Alle Prozessoren sind "primitive RISC-Kerne" mit der Komplexität eines 8086-Prozessors, erklärte Kloth. Alle SIMD-Elemente sind lokal durch Interconnects verbunden und werden global mit Instruktionen und Daten versorgt. Jeder der Kerne führt genau dieselbe Instruktion aus. Daher muss der Programmierer auf Verzweigungen im Code völlig verzichten. Einziger Workaround: Die Kerne kennen bedingt Ausführung und können so Befehle durch auslassen. In der Zeit tun sie dann jedoch gar nichts.
Für den gewaltigen Durchsatz von 5 GByte/s und die Integer-Leistung von rund 20 TMACs/s benötigt das Chip-Konglomerat mit seinen rund 2 Milliarden Transistoren 100 Watt bei einem Takt von 200 MHz. Ein komplettes bildverarbeitendes System besteht aus vier Kernen für die Vor- und einem für die Nachverarbeitung und verbraucht so satte 500 Watt. In einem 65-nm-Prozess hergestellt, belegt einer der Multikernchips 21,5 mm × 21 mm Die-Fläche. (Erich Bonnert) / (bbe)
