Larrabee (GPU)

Blokové schéma architektury GPU Larrabee.

Larrabee je kódové označení pro generaci grafických karet od společnosti Intel . Koprocesor na jeho základě se objevil v roce 2012 pod názvem Intel Xeon Phi .

Larrabee měl původně přijít na trh koncem roku 2009 nebo začátkem roku 2010. V prosinci 2009 společnost Intel potvrdila, že se na trh nedostanou žádné produkty založené na první generaci Larrabee. V létě 2012 společnost Intel představila kartu MIC (Many Integrated Core) jako koprocesor pod názvem „Intel Xeon Phi“ na základě dále rozvinuté architektury Larrabee.

První procesory druhé generace (kódové označení „Knights Corner“) se objevily ve formě dvou zásuvných karet PCI-Express s názvy „Xeon Phi 5110P“ a „Xeon Phi 3100“.

Larrabee

V lednu 2007 společnost Intel oficiálně poprvé potvrdila existenci projektu Larrabee. V tuto chvíli však ještě nebylo oznámeno, o co jde. Teprve na fóru Intel Developer Forum v dubnu 2007 tehdejší vrchní viceprezident a generální ředitel společnosti Intel Patrick Gelsinger oznámil, že Larrabee je špičková grafická karta založená na jádrech „IA ++“. Jako oblasti použití Gelsinger označil vědecké výpočty, vizualizace nebo jiné aplikace v oblasti zdraví a analýzy.

V prosinci 2009 společnost Intel oznámila, že zpočátku nebudou na spotřebitelský trh uváděny žádné grafické karty Larrabee. Důvody uváděné společností Intel byly, že Larrabee nesplnil očekávání v oblasti softwaru ani v oblasti hardwaru. Současně bylo uvedeno, že pro konkurenceschopné produkty Larrabe je nezbytný sofistikovaný 32 nm výrobní proces, což naznačuje, že spotřeba energie musela být příliš vysoká a / a taktovací frekvence byly příliš nízké. V listopadu 2009 představil Intel na veletrhu superpočítačů přetaktovaný Larrabee s výkonem přes jeden Tera FLOPS . Tyto výkonnostní rozsahy však již byly dosaženy Radeonem HD 4870 nebo Geforce GTX 280 v létě 2008 . Intel potvrdil, že Larrabee bude pokračovat jako čistě výzkumný projekt na podporu softwarového vývoje „Larrabee 2“.

Xeon Phi

Prototyp Knights Ferry

Jako prototyp používá Intel procesorové jádro na bázi Pentium P54C , které je „zmenšeno“ na 45 nm technologii , je vybaveno 64bitovými rozšířeními a rozšířeními AVX- 512 a buduje shluk mnoha takových jader se společnou mezipamětí správa na čipu (MIC = „Many Integrated Core“ koncept). Čip se nikdy nedostane do prodeje, protože jako grafický procesor pravděpodobně není konkurenceschopný vůči vysoce vyvinutým konkurenčním produktům od ATI, AMD a Nvidia.

Rodina koprocesorů Knights Corner x100

Přestože MIC koncept nebyl osvědčil jako grafický procesor, to představuje rozumný přístup k „high performance computing“, protože paralelní počítač koncepce již dávno založil sebe v oblasti superpočítačů . Zde vypukl boj o výpočetní efektivitu, proto Intel potřeboval jádro procesoru, které není optimalizováno pro výkon jednoho úkolu, ale pro nízkou spotřebu energie. Pro tuto generaci byla použita 22 nm litografie, která byla v té době aktuální; koncept MIC zůstal v podstatě nezměněn. V roce 2012 se objevilo několik karet akcelerátoru PCI, které byly začleněny do některých superpočítačů. Přes veškerou snahu se tato generace produktů nestala komerčním úspěchem ve srovnání s konkurenční Nvidií s kartami Tesla , které byly již dlouho zavedeny v paralelním počítání .

Rodina Knights Landing x200

Tato generace je založena na procesorovém jádru z řady Intel Atom , Airmont, dříve Silvermont, které bylo zmenšeno na 14 nm litografii. Obsahuje vektorové instrukce AVX -512, balíček instrukcí SIMD, který již umožňuje paralelizaci 8 čísel s dvojitou přesností na úrovni instrukcí . Vzhledem k tomu, že jádra atomů jsou v zásadě vyvinuta pro nízkou spotřebu energie (mají být použita v mobilních zařízeních), jsou vhodná pro koncept MIC a jsou již k dispozici.

Zde se prodávají v zásadě dvě varianty:

1. karta akcelerátoru výpočtu PCI-E
2. řada variant procesorů, které se chovají přesně jako procesor x86-64

Nový procesor má patici 3647 s názvem LGA-3647 , která bude použita také v nadcházejících škálovatelných procesorech Intel Xeon (Skylake) . Tato zásuvka umožňuje ovládat celkem šest hlavních paměťových kanálů DDR-4 . Kromě toho budou existovat varianty Knights Landing s novou technologií Intel Omni-Path pro připojení nebo klastr, což je konkurenční produkt společnosti Intel od společnosti InfiniBand .

Aby bylo možné dodat klastru procesorů až 72 jader s dostatečnými daty, takže je možné použít také výpočetní výkon všech jader, jsou pro hlavní paměť vyžadovány velké šířky pásma. Knights Landing má proto různé optimalizace a paměti cache:

• Rozdělení až 72 jader na „dlaždice“ (dlaždice) dvou jader, každé s 1 MB sdílené mezipaměti 2. úrovně
• všechny dlaždice jsou připojeny k hlavním paměťovým kanálům pomocí sítě „ring“ nebo „mesh“ (zde zdroj není jasný) s celkovou šířkou pásma 700 GB / s
• Knights Landing má 6 kanálů RAM DDR4-2400 s celkovou šířkou pásma 115,2 GB / s až pro 384 GB RAM
• Kromě 6 kanálů RAM DDR4 je k dispozici také 16 GB MCDRAM („vícekanálová DRAM“, forma HBM nebo „ paměť s vysokou šířkou pásma “), rozdělena do 8 integrovaných obvodů a propojená s celkovou šířkou pásma 450 GB / s . Modul MCDRAM lze konfigurovat buď jako mezipaměť pro paměť DDR4, nebo jako přídavnou paměť.

Rytířský mlýn rodina 72x5

Ve čtvrtém čtvrtletí roku 2017 byla rodina rozšířena o další tři procesory. Zavádějí se nové instrukce AVX-512 pro algoritmy hlubokého učení , které umožňují celočíselné operace s šířkou 8 a 16 bitů a jsou určeny ke zvýšení výkonu o faktor 2 nebo 4.

Nebudou existovat žádné další generace produktů (oznámeno pod krycím názvem Knights Hill ), Intel ruší celou řadu Xeon Phi.

Odlišnost od grafických procesorů Intel

Grafické procesory Intel, které jsou již nějakou dobu k dispozici a které byly integrovány do čipové sady ( Intel GMA ), byly dále vyvinuty do GPU, které jsou integrovány do samotného CPU a nyní běží pod obchodním názvem „Iris“ nebo Intel HD Graphics . Počínaje mikroarchitekturou Intel Sandy Bridge v řadě Intel Core i existují varianty s integrovaným GPU nebo bez něj.

webové odkazy

• Andreas Stiller: SC09: Intel předvádí Larrabee s více než 1 teraflopem. In: heise online. 17. listopadu 2009, přístup 7. srpna 2021 . 
• Zpráva: Intel Larrabee Architecture

literatura

• Larry Seiler a kol.: Larrabee: mnohojádrová architektura x86 pro vizuální výpočty . In: Transakce ACM na grafice . páska 27 , č. 3 , 1. srpna 2008, s. 1-15 , doi : 10,1145 / 1360612.1360617 . 

Individuální důkazy

1. ↑ ^{a b c} ComputerBase: Larrabee jako spotřebitelská grafická karta je historie , novinky z 5. prosince 2009
2. ↑ AnandTech: Intel oznamuje rodinu koprocesorů Xeon Phi - MIC Goes Retail , novinky z 19. června 2012
3. ↑ ComputerBase: Intel: Přicházejí vlastní samostatné grafické čipy , novinky z 23. ledna 2007
4. ↑ ComputerBase: IDF: Polaris 2 with IA and Larrabee with IA ++ , message from 20. dubna 2007
5. ↑ Zóna vývojářů Intel: Intel: Optimalizace správy paměti Xeon Phi 7200 , dokumentace z 22. prosince 2016
6. ↑ Andreas Stiller: Xeon Phi je mrtvý, ať žije Xeon-H. In: heise online. 15. listopadu 2017, přístup 7. srpna 2021 .