Инновации в Intel Xeon Phi: технология Omni Scale Fabric

Корпорция Intel обнародовала информацию о процессорах следующего поколения – Intel Xeon Phi (кодовое название Knights Landing), выпуск которых запланирован на вторую половину 2015 г. Они включают в себя новые высокоскоростные коммуникационные каналы и интегрированную память с высокой пропускной способностью, что повысит скорость обработки данных. Сейчас в серверных средах эти модули представляют собой отдельные компоненты, что сокращает производительность и плотность размещения вычислительных ресурсов в суперкомпьютерах.

Новая технология межсоединений Intel Omni Scale Fabric призвана удовлетворить требования будущих поколений высокопроизводительных вычислительных систем. Разработка будет использоваться в Intel Xeon Phi и Xeon будущих поколений. Интеграция новой технологии и коммуникационной архитектуры, оптимизированной для супервычислений, позволит удовлетворить все требования будущих суперкомпьютеров в отношении производительности, масштабируемости, энергоэффективности и плотности размещения ресурсов. Кроме того, будет обеспечено оптимальное соотношение стоимости и производительности решений начального уровня за счет высокого уровня масштабируемости.

Решение Knights Landing будет доступно в виде процессора, устанавливаемого на системной плате, а также в виде платы расширения PCIe. Первый вариант позволит отказаться от избыточной сложности программирования и ограничений по скорости передачи данных через интерфейс PCIe, характерных для графических процессоров и ускорителей. Knights Landing будет поддерживать до 16 Гбайт высокоскоростной интегрированной памяти. Эта памяти, разработанная совместно с Micron, будет обеспечивать в 5 раз большую пропускную способность по сравнению с модулями DDR4, в 5 раз более высокую энергоэффективность и в 3 раза более высокую плотность размещения по сравнению с памятью GDDR. При использовании с технологией Intel Omni Scale Fabric новое решение памяти позволит устанавливать Knights Landing в виде отдельных вычислительных блоков, что даст возможность уменьшить занимаемое пространство и энергопотребление за счет отказа от множества других компонентов.

Предполагается, что решение Knights Landing, созданное на базе более чем 60 ядер на основе архитектуры Silvermont, обеспечит производительность свыше 3TFLOPS (3 млрд операций с плавающей запятой в секунду) с двойной точностью и в 3 раза более высокую однопоточную производительность по сравнению с текущим поколением процессоров. В виде отдельного процессора Knights Landing будет поддерживать память DDR4, сравнимую по пропускной способности с платформами на базе процессоров Intel Xeon, что позволит работать с приложениями, занимающими больший объем памяти. Кроме того, Knights Landing будет совместим с процессорами Intel Xeon на уровне двоичного кода, что позволит разработчикам ПО использовать существующий программный код.

Для клиентов, предпочитающих приобретать отдельные компоненты и заменять их без обновления других компонентов системы, Knights Landing и Intel Omni Scale Fabric будут доступны в виде плат с интерфейсом PCIe. Приложения для имеющегося в продаже Intel True Scale Fabric и будущего Intel Omni Scale Fabric будут совместимы, поэтому клиенты смогут легко перейти на использование новой технологии. Для заказчиков, приобретающих Intel True Scale Fabric сегодня, Intel предложит программу перехода на Intel Omni Scale Fabric после выпуска нового решения.

Решение Intel Omni Scale создано на базе разработок компаний Cray и Qlogic и собственных инновационных технологий Intel. Будет создана полная линейка продукции, включая адаптеры, переключатели, коммутаторы и коммутационные системы, открытые программные средства и инструменты. Кроме того, традиционные электрические трансиверы в современных коммутаторах будут заменены на решения на базе Intel Silicon Photonics, что позволит увеличить плотность размещения разъемов, упростить систему кабелей и снизить затраты. Решения на базе Intel Silicon Photonics могут также использоваться с процессорами, адаптерами и коммутаторами на базе Intel Omni Scale.