Xeon Phi: l'architettura Knights Landing in arrivo nel 2015

Nel mercato delle soluzioni per GPU Computing, composto da quelle schede video su slot PCI Express 16x utilizzate per elaborazioni non grafiche di calcolo parallelo, si tende a ricordare le proposte NVIDIA e AMD ma a trascurare quelle Intel della famiglia Xeon Phi.

Dopo una genesi di sviluppo durata molti anni, con il nome in codice di Larrabee ben noto agli appassionati per aver indicato il progetto non concretizzato di Intel di avere una famiglia di GPU discrete da utilizzare per applicazioni 3D, le soluzioni della famiglia MIC, Many Integrated Cores, sono apparse in commercio in tempi recenti. Si tratta di acceleratori rivolti al mondo professionale, nei quali delle GPU dotate di un elevato numero di core al proprio interno vengono impiegate accanto alle tradizionali CPU x86.

Al momento attuale Intel propone soluzioni appartenenti alla famiglia Knights Corner, capaci di toccare la soglia di 1 TeraFLOPS di potenza di elaborazione in double precision. Ai modelli attualmente disponibili sul mercato se ne affiancheranno altri nel corso del 2014 ma le principali novità arriveranno nel 2015 con il debutto di Knights Landing.

Questo nome identifica le schede acceleratrici di Intel costruite utilizzando tecnologia produttiva a 14 nanometri contro quella a 22 nanometri dei modelli attualmente a listino. Con queste soluzioni arriveremo ad una potenza di elaborazione, sempre in double precision, che toccherà i 3 TeraFLOPS su singola scheda. Più interessante il dato di potenza di picco riferita ai consumi: in questo caso da un intervallo di 4-6 GFlops per ogni Watt si passerà ad uno compreso tra 14 e 16 GFlops per Watt. Si tratta di dati allineati a quanto atteso per le soluzioni NVIDIA basate su architettura Maxell, quelle che nel 2015 saranno le dirette concorrenti di Knights Landing nel settore delle soluzioni per GPU Computing.

Assieme al supporto AVX 3.1 queste nuove architetture saranno per la prima volta proposte non solo su scheda PCI Express ma anche in tradizionale package su socket. Intel intende infatti in futuro unificare il socket di collegamento sulla scheda madre rendendolo compatibile sia con i processori Xeon tradizionali sia con gli acceleratori della famiglia Xeon Phi, lasciando al costrutore del server la flessibilità di abbinamento e sfruttando in modo più completo la compatibilità x86 delle soluzioni Xeon Phi. Un approccio di questo tipo permetterà anche di rimuovere il trasferimento dei dati da e verso bus PCI Express, migliorando le prestazioni complessive oltre che semplificando il lavoro degli sviluppatori software.

Le soluzioni NVIDIA della famiglia Tesla sono al momento attuale il riferimento per quanto riguarda le installazioni in cluster di calcolo per ambiti di GPU Computing, grazie anche alla diffusione del linguaggio CUDA tanto in ambienti d'azienda come nell'istituzione accademica. Questo non sembra tuttavia frenare la diffusione delle soluzioni Intel Xeon Phi, anche alla luce dei risultati emersi nella recente classifica dei Top 500 supercomputer mondiali che vedono sempre più massiccio l'utilizzo di GPU accanto a tradizionali CPU.