MIAOW, ecco la prima GPGPU open source

In occasione dell'Hot Chips Event di Cupertino un gruppo di ricercatori del Vertical Research Group dell'University of Wisconsin-Madison ha annunciato lo sviluppo del primo processore grafico general purpose (GPGPU) open source.

Quando si parla di hardware open source? Il riferimento chiaro giunge dalla Open Source Hardware Association che definisce in questo modo l'hardware open source:

"L’hardware open source è l’hardware il cui progetto è reso pubblico in modo che chiunque possa studiare, modificare, distribuire, realizzare, e vendere il progetto o l’hardware basato su di esso. La fonte dell’hardware, il progetto da cui è stato realizzato, è disponibile nel formato migliore per apportarvi modifiche. Idealmente, l’hardware open source utilizza componenti e materiali disponibili, processi standard, infrastruttura aperta, contenuti senza restrizione e strumenti di progettazione open-source per massimizzare la capacità degli individui di produrre e utilizzare l’hardware. L’hardware open source dà alle persone la libertà di controllare la loro tecnologia, la condivisione della conoscenza ed incoraggia il commercio attraverso lo scambio aperto di progetti".

Chiamato MIAOW, acronimo di Many-core Integrated Accelerator Of the Waterdeep, il processore è un'implementazione Register Transfer Level del set di istruzioni open source Southern Islands di AMD. I ricercatori hanno pubblicato un whitepaper che descrive nel dettaglio la nuova GPGPU.

Si legge nell'abstract del whitepaper: "Abbiamo introdotto MIAOW, una implementazione RTL open source dell'ISA della GPGPU AMD Southern Islands, in grado di eseguire applicazioni OpenCL non modificate. Presentiamo il progetto con l'obiettivo di creare una GPGPU realistica, flessibile e compatibile OpenCL capace di emulare un intero sistema".

Karu Sankaralingham, coordinatore del gruppo di ricerca, ha spiegato: "Abbiamo bisogno di nuovi moduli hardware innovativi, nuovi tipi di processori, nuovi tipi di acceleratori hardware e via discorrendo. Immagino che tra cinque o dieci anni le aziende faranno leva sull'hardware open source, proprio come è accaduto con il software open source. Per esempio Facebook è stato costruito principalmente usando PHP, che è completamente open source. Sarebbe difficile immaginare come sarebbe nata Facebook se PHP non fosse esistito".

Sankaralingham e i colleghi hanno deciso di concentrarsi sullo sviluppo di un processore grafico quando AMD ha reso disponibile l'ISA delle GPU Southern Islands. "Ciò in cui le GPGPU sono particolarmente adatte è l'uso dell'architettura GPU per affrontare problemi computazionalmente intensi. Le loro architetture hanno infatti due proprietà importanti: offrono prestazioni molto elevate e hanno un'ottima efficienza energetica". Nel futuro le GPU verranno quindi sempre più usate in tutti quegli ambiti dove vi è una necessità di elevate capacità di calcolo a bassi consumi, come ad esempio i sistemi di navigazione GPS, le auto senza conducente, i sistemi di gestione Internet of Things e nell'ambito del deep-learning.

Per ora MIAOW è solamente un progetto di ricerca accademica, che però ha interessanti potenzialità per avere un impatto sulla comunità dei ricercatori che di norma usano implementazioni hardware a basso livello nelle loro attività.

Un'altra importante conseguenza del lavoro del gruppo è la dimostrazione della possibilità di costruire componenti hardware di rilievo capaci di competere con i prodotti commerciali di fascia alta. Secondo Sankaralingham il lavoro del suo gruppo rappresenta un punto di partenza in direzione della creazione da zero di progetti che non si debbano appoggiare ad alcun prodotto, soluzione o tecnologia commerciale esistente.