Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

MICLAB:Wprowadzenie do architektury Intel MIC


Architektura akceleratorów obliczeniowych firmy Intel

dr inż. Łukasz Szustak, Politechnika Częstochowska, IITiS
mgr inż. Kamil Halbiniak, Politechnika Częstochowska, IITiS



Wprowadzenie do architektury Intel MIC


Niemal pewne jest, że kolejne generacje superkomputerów będę wykorzystywały akceleratory obliczeniowe w celu znacznego zwiększenia mocy obliczeniowej . W szczególności GPU znajduje tu swoje zastosowania, pełniąc rolę wysokowydajnego akceleratora, który oferuje wydajności rzędu nawet kilku Tflop/s. Jednakże GPU charakteryzuje się specyficzną architekturą, która wymaga zastosowania nietradycyjnych metod i standardów programowania równoległego.

W 2010 roku firma Intel ogłosiła powstanie nowej architektury , nazwanej Intel MIC (Many Integrated Core), która - według producenta - miała stać się alternatywą dla GPU. Architektura Intel MIC oferuje wydajność obliczeń zbliżoną do wydajności GPU przy jednoczesnym wsparciu (w przeciwieństwie do GPU) tradycyjnych modeli programowania równoległego. Układ mikroprocesorowy o nazwie Knights Ferry był pierwszym produktem bazującym na architekturze Intel MIC , jednakże występował on jedynie w wersji rozwojowo-badawczej. Knights Ferry składa się z 32 rdzeni ogólnego przeznaczenia, które swoją konstrukcją przypominają architekturę lekko zmodernizowanego procesora Intel Pentium (P54C). Wszystkie rdzenie wspierają instrukcje typu SIMD dla 512-bitowych wektorów, co pozwala na znaczne zwiększenie wydajności całego układu. Akcelerator firmy Intel charakteryzuje typowa hierarchia pamięci podręcznej, którą współdzielą wszystkie rdzenie za pośrednictwem wysokowydajnej magistrali.

Na koniec 2012 roku firma Intel przedstawiła kolejną generację architektury Intel MIC, nazwaną Knights Corner, której budo opierała się na poprzedniej wersji. Na bazie układu Knights Corner zostały zbudowany koprocesory Intel Xeon Phi. Szczegółowy opis koprocesorów Intel Xeon Phi znajduje się w następnym podrozdziale.

Premiera następnej generacji architektury Intel MIC jest planowana na rok 2015 . Zapowiadana nowa wersja architektury Intel MIC , o nazwie kodowej Knights Landing, będzie mogła pełnić rolę pełnoprawnej, centralnej jednostki obliczeniowej (CPU). Dzięki temu, jednostka obliczeniowa będzie mogła komunikować się bezpośrednio z podsystemem pamięci RAM, a nie jak miało to miejsce w poprzednich generacjach za pośrednictwem magistrali PCIe. Nowa architektura będzie wyposażona w 72 rdzenie Silvermont, które również będą wspierały instrukcje typu SIMD. Dodatkowo firma Intel planuje wersje koprocesorową, w której zastosowany będzie interfejs PCIe.

Firma Intel zapowiedziała również czwartą generację architektury Intel MIC o kodowej nazwie Knights Hill, której premiera planowana jest na przełomie 2017 oraz 2018 roku



< Spis treści

Terminologia >