Intel Knights Landing: 72 rdzenie Silvermont

Nowe informacje na temat Xeonów Phi Knights Landing mamy bezpośrednio od Intela, a ich źródłem jest dokumentacja, która pojawiła się przed konferencją IDF 2015 (Intel Developer Forum). Warto zauważyć, że nowy Xeon Phi pojawiał się już wcześniej w doniesieniach, ale wtedy znany był jako jednostka maksymalnie 60-rdzeniowa. Teraz mamy potwierdzoną informację o tym, że Intel planuje jeszcze bardziej rozbudowaną konstrukcję.

Intel w swojej dokumentacji opisuje plany dalszego rozwoju oferty dla równoległych obliczeń z wykorzystaniem architektury x86. Tego typu zastosowania wymagają kilku kluczowych elementów, spośród których trzy najważniejsze to bardzo wysoka wydajność jednostki CPU, bardzo szeroki interfejs pamięci RAM oraz bardzo duża pojemność owej pamięci.

Wraz z procesorami Knights Landing Intel zamierza zapewnić wszystko to, a nawet więcej. Nowa konstrukcja wyposażona jest w 72 rdzenie Silvermont, z czego każdy może obsługiwać maksymalnie cztery wątki. W efekcie całość to jednostka 288-wątkowa. W układzie zastosowano sześciokanałowy kontroler pamięci RAM typu DDR4-2400, której maksymalna pojemność może wynosić 384 GB. Niestety we wspomnianej dokumentacji Intel nie ujawnił jeszcze dokładnej i pełnej mocy obliczeniowej swojego nowego układu. Wiemy jednak, że Knights Landing w obliczeniach podwójnej precyzji (FP64) może osiągać wydajność na poziomie 3 TFLOPS, a więc większą niż ta, którą obecnie mogą zapewniać karty graficzne z procesorami AMD i Nvidii.

Kluczowym elementem warunkującym wydajność Knights Landing jest obecność bardzo szybkich stosów pamięci HBM, która ma pełnić funkcję pamięci podręcznej trzeciego poziomu. Z jednej strony rozwiązanie to nie zapewnia tak dużych prędkości działania, w porównaniu do SRAM czy DRAM w postaci pamięci L3, ale z drugiej strony jej zaletą jest przede wszystkim o wiele większa pojemność oraz szerokość interfejsu, która przechyla szalę na stronę rozwiązania HBM. Wygląda na to, że pamięć HBM stanie się już niebawem standardem zarówno na rynku CPU i GPU. Wiemy już, że AMD niebawem zaprezentuje swoje pierwsze układy z pamięci HBM, a Nvidia zrobi to w przyszłym roku. Także Intel zamierza korzystać z tego rozwiązania, a to daje już pewność, że HBM nie jest tylko przelotnym romansem.

Jeśli chodzi o sam CPU, to 14-nanometrowy Knights Landing ma wykorzystywać nowe rdzenie Silvermont, które według Intela zapewniają nawet trzykrotnie większą wydajność jednego wątku, w porównaniu do ostatniej generacji Xeonów Phi. Jednocześnie sprawność energetyczna ma być nawet trzykrotnie lepsza. Intel robi co tylko może aby zapewnić sobie pozycję na rynku obliczeń równoległych, który w dużej mierze opanowany jest przez procesory grafiki, które w wyniku ewolucji przestały być już tylko jednostkami generującymi grafikę 2D i 3D. Obliczenia równoległe z wykorzystaniem układów x86 ma jednak swoją przewagę przede wszystkim pod względem łatwości programowania. Wykorzystanie GPU zapewnia z drugiej strony na razie lepszą wydajność i sprawność energetyczną. Co ciekawe oba fronty coraz mocniej się do siebie zbliżają. Intel konsekwentnie poprawia czystą wydajność oraz sprawność energetyczną, podczas gdy producenci GPU starają się zapewniać coraz lepsze narzędzia programistyczne. Obecnie trudno stwierdzić czy na rynku sprzętu dla obliczeń równoległych czeka nas jakieś większe przetasowanie. Intel z pewnością nie zamierza odpuszczać.