reklama

Intel MIC: superpočítačový čip, který pomůže procesorům

Intel zveřejnil další podrobnosti o svém čipu MIC, který obsahuje 50 jader a objeví se příští rok s pomocí 22nm technologie. Ustojí Intel svou superpočítačovou pozici?

Bylo, nebylo, před několika lety se Intel rozhodl, že se pokusí vyrobit vlastní grafickou kartu, která bude natolik výkonná, aby mohla konkurovat těm nejlepším modelům od AMD nebo Nvidie. Projekt Larrabee se ale ani po mnoha proinvestovaných stamilionech dolarů stále nedařilo dokončit a konkurenceschopný čip nebylo možné vyrobit. Problém totiž je, že navrhnout grafický čip je mnohem náročnější, než v případě procesorů, a to nepočítáme samotné ovladače a zpětnou kompatibilitu.

Intel tak Larrabee coby grafickou kartu oficiálně ukončil, vývoj ale pokračoval v jednodušším směru. Moderní grafické karty se totiž stávají stále univerzálnějšími, jejich vysoce paralelní výkon se začíná využívat na nejrůznější výpočty. Intel tak určil jasný směr – čip, který bude mít obrovský paralelní výkon.

Intel Many Integrated Core

Intel MIC s kódovým označením Knights Corner je založen na výzkumech 80jádrových Tera-scale čipů, stejně tak na speciálních Single-Chip Cloud Computer čipech, které obsahují také desítky výpočetních jader. Velkou zásluhu na architektuře má i Larrabee, které tak vlastně pokračuje bez podpory zpracování grafiky, jakou disponují Radeony nebo GeForce.

Klepněte pro větší obrázek
Vývojový Intel MIC alias Knights Ferry s 32 jádry

V případě paralelních výpočtů má ale Intel MIC oproti grafickým kartám relativní výhodu – architektura je založena na x86 jádrech, je tedy kompatibilní se stávajícími programy. Intel nabízí kompatibilní softwarové nástroje včetně hardware již dnes („Knights Ferry“), programování je možné pomocí C, C++ a Fortranu.

Klepněte pro větší obrázek
Koncepční diagram

Určité optimalizace jsou sice nutné, neměly by však rozhodně představovat tak zásadní problém, jako při úpravě pro grafické čipy, které disponují zcela odlišnou architekturou. Intel také počítá se snadným škálováním v rámci clusterů a nabízí řadu optimalizačních nástrojů.

Klepněte pro větší obrázek

Dle Intelu se u jedné karty s první verzí čipu můžeme těšit nejdříve na 50 jader s frekvenci přes 1,2 GHz, výroba bude spoléhat na 22nm technologii, včetně nových trojrozměrných tranzistorů, které Intel představil nedávno. Již dříve uvedený a zároveň testovací prototyp Intel MIC pro vývojáře má nyní 2 GB GDDR5 pamětí s frekvencí 3 GHz. Ten je ale vyroben ještě starší 45nm technologií a obsahuje pouze 32 jader s frekvencí 1,2 GHz (Aubrey Isle). Jak je vidět z fotografie, karta nyní používá rychlé rozhraní PCI Express, stejně jako grafické karty. V budoucnu (14 nm a méně) se však možná objeví i čipy do socketů podobně jako u procesorů, bude se tedy jednat o takové novodobé koprocesory.

Klepněte pro větší obrázek
32 výpočetních jader v testovacím čipu Aubrey Isle

Finální verze se objeví příští rok a tento termín Intel stanovil již minulý rok. Pokud se tedy nevyskytnou problémy, v roce 2012 se skutečně dočkáme.

Exaflops v roce 2018

Za méně než sedm let bychom měli mít k dispozici superpočítač s výkonem přesahující hranici 1 Exaflops. K docílení této hranice je nutné použít především tyto paralelní čipy. Intel počítá s použitím svých klasických procesorů Xeon, které budou určeny pro jednodušší úlohy, které nelze paralelizovat a Intel MIC poslouží coby akcelerátor náročnějších paralelních úloh.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
 

Už dnes Intel slibuje v rámci jedné karty výkon až 772 GFLOPS, u zapojení osmi těchto karet tak lze dosáhnout až 7,4 TFLOPS (jeden 4U server). Tento výkon by se mohl zdát vysoký, ale na současné grafické karty je to stále málo. Osm výpočetních grafických karet Nvidia Tesla M2090 (celkem 4 096 CUDA procesorů s frekvencí 1,3 GHz) disponuje výkonem 10,48 TFLOPS. S chystanými 50 jádry by se ale Intel mohl na tuto úroveň s mírným zpožděním dostat.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
 

V době uvedení tak bude z pohledu výpočetního výklonu Intel MIC minimálně o rok pozadu za grafickými lídry AMD a Nvidia. Má ale již zmíněnou výhodu, jádra jsou typu x86 (superskalární x64 bez podpory out-of-order, vektorové procesory). Čím dál více se však ukazuje, že v oblasti nejvýkonnějších superpočítačů to až taková výhoda není.

Přežije Intel v superpočítačích?

Na tuto otázku rozhodně není snadná odpověď. Minulý rok představila Nvidia architekturu Fermi a jasně tak ukázala, kam výkonné grafické čipy směřují. Univerzálnější architekturu grafického čipu, který bude schopen počítat výpočetní úlohy odlišné od grafiky, také chystá i AMD u další generace GPU architektury.

Klepněte pro větší obrázek

Nejvýkonnější superpočítače na světě jsou již dnes tvořeny z velké části grafickými kartami, tento trend se dostal HPC segmentu neuvěřitelně rychle. U Intelu je tak vidět, jak i menší zpoždění může znamenat problémy, které mohou znamenat postupnou ztrátu tržního podílu. Dnes má Intel své procesory v 80 % superpočítačů, to však nemusí být navždy. Jejich výkon bude za pět či deset let vlastně směšný.

Intelu narostla kvůli GPGPU kartám značná konkurence, jejíž výkon není možné pomocí klasických procesorů dohnat. Nezbylo tak nic jiného, než vytvořit svou vlastní podobu výkonného čipu pro paralelní výpočty, který snad v konkurenci uspěje. Zda se Intelu podaří úspěšně konkurovat i nadále, na to si budeme muset počkat minimálně několik dalších let.

Témata článku: Hardware, Technologie, Intel, Superpočítače, Čipy, Tera

15 komentářů

Nejnovější komentáře

  • jehoVista 23. 6. 2011 1:13:46
    "navrhnout grafický čip je mnohem náročnější, než v případě...
  • lazywriter 22. 6. 2011 22:32:59
    zdravim redakci. Jste nekdo na ISC nebo to berete z dalsich zdroju?
  • Usama bin Aladin 22. 6. 2011 20:57:44
    GTA IV na tom sotva pojede ! šhit !
reklama
Určitě si přečtěte

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

** Novinka od Asusu míří přímo proti MacBooku od Applu ** Nabídne daleko více výkonu za stejné peníze

2.  12.  2016 | David Polesný | 133

UPC překopli páteřní kabel. V Brně i druhý den nejede internet ani kabelovka

UPC překopli páteřní kabel. V Brně i druhý den nejede internet ani kabelovka

** V Brně byl velký výpadek služeb UPC ** Důvodem je překopnutý páteřní kabel ** V některých lokalitách služby stále nefungují

Včera | Jakub Čížek | 65


reklama