伺服器世界

配備72核心的「武士降臨」,Intel Xeon Phi超級電腦晶片即將上市!

文.圖/小K 2015-11-17 00:00:00
隨著星戰電影(Star Wars: Episode VII - The Force Awakens)即將播映,以及星戰電玩遊戲(Star Wars Battlefront)的今日上市,Intel最新的秘密武器(雖然已經不算是秘密了)也將跟著揭開。這款Xeon Phi處理器(代號「Knights Landing」)的超級電腦等級處理晶片,也即將「降臨」,將以地表最快之姿,進攻HPC(高效能運算)市場。

這顆地表最強的Xeon Phi處理器「Knights Landing」,內建72核心!


Xeon Phi輔助處理器,讓工作站電腦效能突飛猛進!

超級電腦的應用市場,是非常重視高效能運算的市場,要進軍這個領域,可說是需要具備非常強大研發技術的大廠,才有機會製作出這樣的產品。Intel在處理器市場耕耘多年,其Xeon系列處理器,主要針對高效能工作站與伺服器市場而設計。不少伺服器、高效能工作站、資料中心的電腦主機,都配備Xeon等級的處理器。

由於美國橡樹嶺國家實驗室的Titan「泰坦」超級電腦,曾在2012年11月至2013年6月締造出全球最快的超級電腦的頭銜,而主要運算能力並不是來自CPU,而是採用AMD的Opteron處理器搭配NVIDIA的Tesla GPGPU,主要用來做大量資料處理運算。整台Titan超級電腦,共採用了18,688顆處理器+繪圖處理器,理論最大效能可達到27 PetaFLOPS(每秒27×1015次浮點運算)。成為當時世界最快的超級電腦。

超級電腦第一名寶座被搶走,相信這對Intel來說可是重大的打擊,為了對抗這些顯示卡廠商(意指NVIDIA、AMD),以其優異的GPU技術來搶佔GPGPU (General-Purpose computing on GPU,通用圖形處理器) 市場,Intel於2011年發表了Xeon Phi協同處理器,來鞏固自家在HPC市場的地位。第一代Xeon Phi (研發代號「Knights Corner」)於2013年第二季正式推出,以PCIe 2.0介面的運算加速卡型式出貨,該運算加速卡的輔助處理器採用22奈米製程,具備61核心,內嵌16GB記憶體,可提供244個執行緒,以及1.2 TeraFLOPS (每秒1.2兆次浮點運算)的效能。到了2013年6月時,中國的天河二號採用其32,000顆Xeon E5-2692處理器,搭配48,000顆Xeon Phi協同處理器,共312萬個計算核心,終於贏回世界上第一名的寶座。

Xeon Phi輔助處理器可採PCIe介面卡型式出貨(圖為Knights Landing的工程樣板)


14奈米、72核心,新一代Xeon Phi再次效能破表!

Xeon Phi採用MIC (Many Integrated Core)架構,來打造需要大量運算之企業環境所需要的電腦,例如金融服務業、能源產業、生命科學、製造業、氣象預測、數位內容創作、物理運算、科學用途等專業領域。為了提供更強大的運算能力,Intel於ISC 2015(國際超級電腦會議2015)中揭露其第二代Xeon Phi處理器的產品,採用14奈米,具備72核心(Silvermont架構)設計,內建80億顆電晶體,其內嵌的記憶體採用美光HMC(Hybrid Memory Cube)的類似技術,將8組2GB的記憶體模組堆疊成16GB (叫做MCDRAM),比外接的DDR3模組的速度快15倍,且耗電量少了70%。整體運算效能可高達3 TeraFLOPS,單執行緒的效能比第一代快3倍。

Knights Landing的die核心


Knights Landing採用14nm奈米技術、可獨立當成CPU或做成PCIe卡當成輔助CPU來使用、搭配內建記憶體讓頻寬更大,運算效能更突飛猛進!


值得注意的是,第一代的Knights Corner是以協同處理器的方式推出,而這次第二代的Knights Landing,除了可以採用PCIe的協同處理器(採用PCIe 3.0規格)之外,亦可當作獨立主要處理器(Standalone Processor)來使用,因此搭配系統平台時(即搭配主機板時),可提供最多36通道的PCIe 3.0介面,並可支援6通道的DDR4記憶體插槽,以每條用64GB記憶體來插好、插滿的話,最大可擴充到384GB。由於與x86指令集相容,加上可以用Host Processor或CoProcessor來搭配,因此適合各種伺服器的彈性擴充需求。

工程樣板釋出,2016年將全面上市

Intel這3款Knights Landing(簡稱KNL)的產品,預計於2015年下半年上市,區分如下:

(1) KNL Coprocessor: 採PCIe介面卡形式,內嵌記憶體達16GB,主打工作站應用
(2) KNL Host Processor: 為獨立處理器,提供伺服器等級效能,記憶體高達400GB
(3) KNL+F (Host Processor with Integrated Fabric): 與2相同,但整合了高速光纖。

Knights Landing架構圖,二進位相容於Xeon處理器,達到3 TeraFLOPS效能,內嵌16GB記憶體,並可擴充至高達384GB記憶體


三款Knights Landing處理器版本規格說明


目前KNL的樣本已釋出,正式版即將上市,可用來組裝超高效能工作站、伺服器,以及超級電腦。因此對於追求極致平行運算效能的企業用戶與科學應用研究者,或者是追求極致效能的玩家來說,Knights Landing將是您下一個進軍的、超級電腦等級的處理器產品!


新聞來源:PCWorld

參考來源:Intel Xeon Phi處理器官網


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