MPPA, le processeur 256 cœurs made in France

Kalray

Le processeur MPPA-256Parmi la quinzaine d’entreprises que nous avons pu voir représentées ici à Las Vegas, nous avons d’abord été intrigués par Kalray, une société qui ne présente rien de moins qu’un processeur à 256 cœurs, le MMPA-256. Fondée en 2008 par un ancien de STMicroelectronics, elle compte désormais une soixantaine de personnes dont une grosse majorité oeuvrant au R&D à Grenoble, et propose depuis quelques mois son premier produit, le MMPA. Acronyme de Multi-Purpose Processor Array qui renvoi à l’idée d’un processeur multi-fonctions et non spécialisé type FPGA, ce CPU est avant tout destiné aux applications dont le critère numéro est la puissance par watt et orientées basse consommation puisqu’on parle d’une consommation typique de 5 W (10 Watts au maximum). Mais à un niveau de performances bien supérieur à celui d’un FPGA.

Le MPPA-256

Techniquement le MPPA-256 intègre 256 cores VLIW organisés en 16 groupes de 16 cores chacun (+ 1 core système) dotés d’une FPU 32 bits / 64 bits IEEE 754. Au format BGA, il est gravé en 28 nm (CMOS) et intègre 2 contrôleurs DDR3 64 bits, 2 contrôleurs Ethernet 40 Gbits/s, 2 liens PCI Express 3.0 8x et des interfaces séries et parallèles, et peut travailler avec de nombreux autres MPPA 256. Il est accompagné de 32 + 2 Mo de cache. L'ensemble pèse la bagatelle de 3 milliards de transistors pour un die d'une surface d'environ 300 mm².

Détails d'un des 16 clusters constituant le MPPA-256

En termes de puissance théorique, on parle de 230 GFLOPS, le processeur étant prévu pour fonctionner à 400 MHz, ce qui le situerait, du point de vue théorique et avec toutes les limites que l’exercice comporte, environ 5 fois plus intéressant en rapport Flops par watts que les Intel Xeon haut de gamme qui atteignent certes 700 GFLOPS mais concèdent 130 W à eux seuls sur la prise. Une valeur à multiplier par 8 et 16 pour les MPPA-512 et MPPA-1024 prévus fin 2015 grâce au recours au process 16 nm, car Kalray en profite pour revoir la conception et doubler la puissance en FPU double précision et même la tripler en simple précision, mais également viser une fréquence de 7-800 MHz. Avant cela, une version 64 cores du MPPA devrait arriver prochainement avec au programme une consommation d'un watt.

Consciente que le meilleur processeur du monde ne pourrait rien sans un environnement logiciel adéquat et de qualité, la société propose le MMPA Accesscore, un SDK utilisant un langage de programmation de haut niveau proche du C. Ne lui reste que le plus difficile : convaincre les clients. Sur place, elle présente d'ailleurs en ce sens et en première mondiale chez Rovi (DivX) l'encodage vidéo en temps réel en HEVC UltraHD via 4 MMPA-256.