Známe podrobnosti o Xeonu Phi: liché počty jader, absence SSE či AVX

0

Xeon Phi je docela zajímavý kousek hardwaru. Svou podstatou představuje CPU, ale instaluje se do slotu PCI Express a v systému se chová jako koprocesor. Sám ani nenabootuje. Nahušťuje na jednom čipu tolik procesorových jader, že mu mohou konkurovat snad jen procesory Tilera. Přitom se však jedná o víceméně plnohodnotná jádra architektury x86. Navíc vlastně jde o podruhé narozené neblahé Larrabee. A informace o tomto mnohajádrovém čipu konečně dostávají konkrétnější podobu.

Uživatelům, kteří mají přístup k předprodukčním Xeonům Phi, nyní Intel dle serveru VR-Zone dodává karty s čipy v revizi B0. Není ovšem zcela jasné, zda bude tato revize použita pro komerční produkci. Dle VR-Zone jsou čipy na kartách v různých konfiguracích, co se týče počtu aktivních jader. Zajímavé je, že některé modely obsahují lichý počet jader. Údajně mají existovat Xeony Phi s 57, 60 a 61 jádry (výčet však nemusí být úplný). Lze soudit, že čip samotný obsahuje dohromady 64 jader. Podobně jako například u čipů Cell pro PS3 však asi Intel počítá s deaktivací několika jader. Tato rezerva totiž dovoluje použít i částečně defektní kousky, což při horší výtěžnosti může značně usnadnit výrobu.

Xeony Phi by měly disponovat něčím podobným technologii HT: každé jádro by mělo obsluhovat 4 vlákna. Každému jádru přísluší L1 cache o velikosti 32 kB a L2 cache má 512 kB (za celý čip to tedy dělá okolo 30 MB). Celému koprocesoru sekunduje paměť typu GDDR5 různých velikostí. Stávající karty se údajně vyskytují ve variantách s 3, 6 a 8 GB paměti. Takty paměti se údajně pohybují mezi 5 a 5,5 GHz (efektivně). Teoretická propustnost má údajně přesahovat 300 GB/s, z čehož mi vychází, že efektivní šířka paměťového řadiče je 512 bitů.

Logo koprocesoru Intel Xeon Phi

Jednotlivá výpočetní jádra nemají frekvence nastavené nijak vysoko. Intel zřejmě bojuje se spotřebou, ovšem ani samotná architektura asi nebude stavěná na vysoké frekvence. Základní takt je 600 až 630 MHz (větší frekvence je dopřána kartám s 60 a 61 jádry). Čip podporuje dynamickou změnu frekvence alias Turbo. Informace jsou bohužel docela mlhavé, co se týče detailů. Maximální frekvence, na kterou mohou jádra zrychlit, je údajně 1,1 GHz pro „sedmapadesátijádro“. Méně ořezané čipy však dosáhnou jen na 1,09 či 1,05 Ghz. Není ovšem jasné, zda jde o frekvenci dosažitelnou pro celý čip, či zda musí být většina jader nečinná. Nevíme ani, zda je možné jádra taktovat nezávisle, či zda lze měnit pouze frekvenci všech najednou.

Jak asi mnozí z vás čekají, mohou se Xeony Phi pochlubit spotřebu energie, která si nezadá s nejvýkonnějšími grafickými kartami. Karty jsou údajně dostupné s dvěma různými TDP. Model s 57 jádry a 3 GB paměti si řekne o 245 W, stejně je na tom ještě karta s 60 jádry a 6 GB. Varianty s 57 jádry a 6 GB paměti či 61 jádry a 8 GB odebírají kulatých 300 W.

Koprocesor Intel Xeon Phi

Různí se i použité chlazení. V prvé řadě je k dispozici aktivní chladič podobný tomu, co známe z grafických karet. Vedle toho však Intel má i chladiče čistě pasivní, u těch se pro ochlazení očividně počítá s vysokým průtokem vzduchu skrze (serverovou) skříň. Vzhledem k tomu, že u tohoto zboží pracuje Intel mnohem úžeji s výrobci systémů, jsou karty k dispozici i holé. Odběratel si pak chlazení navrhne sám, například kapalinové.

 

Vedle těchto charakteristik vyplulo na povrch i cosi o tom, jak to v Xeonech Phi chodí uvnitř. Poměrně zajímavá je informace o instrukční výbavě jader. Čip je plně 64-bitový, je tedy kompatibilní jak s architekturou x86, tak s jejím 64bitovým rozšířením z dílny AMD. Podporován je i kód x87, umožňující výpočty v plovoucí řádové čárce s přesností 80 bitů.

Chybí ovšem podpora pro všechny generace instrukcí SSE a AVX. Xeon Phi místo toho zdědil po Larrabee vlastní, nekompatibilní druh instrukcí SIMD. Mají úctyhodnou šířku 512 bitů, dokáží ovšem pracovat jen s 32bitovými a 64 bitovými hodnotami (takže najednou se zpracovává 8 nebo 16 hodnot). Absence SSE bude jistě komplikovat převod existujícího software. U typického nasazení Xeonu Phi se však nejspíše předpokládá, že budou úlohy psány čipům „na tělo“.

Zdroje: VR-Zone, Bright Side Of News, Intel