Теги → xeon fpga

Процессор Intel Broadwell со встроенной матрицей Altera: оптимизация на марше

По мнению компании Intel, к 2020 году одна треть облачных сервисов будет опираться на вычислительные ресурсы программируемых матриц FPGA (field-programmable gate array, ППВМ). Это смелое предположение, но оно имеет под собой основание. Заметим, сегодня в списке 500 мощнейших вычислительных систем ускорители вычислений на FPGA-матрицах отсутствуют. Они востребованы в менее производительных системах и пока выполняют частные задачи. Иными словами, гибкость настроек FPGA приносится в жертву производительности. Облачные сервисы, наоборот, требуют повышенной гибкости в предоставлении услуг, тогда как предельная производительность им не нужна. С другой стороны, компания Intel намерена сделать FPGA-матрицы частью серверных процессоров, что сделает стоимость приобретения и эксплуатации подобных гибридов весьма выгодной.

Intel: 1/3 серверов провайдеров облачных сервисов будут использовать FPGA к 2020 году (Intel)

Intel: 1/3 серверов провайдеров облачных сервисов будут использовать FPGA к 2020 году (Intel)

Ожидалось, что первые процессоры Xeon со встроенными в корпус процессора матрицами FPGA начнут серийно поставляться в первом квартале 2016 года. Пока никаких официальных сообщений на этот счёт сделано не было. Однако на прошлой неделе на саммите Open Compute Summit 2016 был продемонстрирован слайд с комбинированным процессором Broadwell-EP (предположительно) и матрицей Altera Arria 10 GX.

Изображение процессора Intel Xeon со встроенной в корпус FPGA-матрицей (The Next Platform)

Изображение процессора Intel Xeon со встроенной в корпус FPGA-матрицей (The Next Platform)

Компания Intel пока не раскрывает детали разработки. Из представленной картинки можно сделать вывод, что в связке с матицей используется 15-ядерное решение на архитектуре Broadwell. Процессор и матрица, по всей видимости, связаны шиной Intel QPI. В предыдущих опытных разработках процессорная шина QPI показала хороший результат и смысла отказываться от неё нет. В кулуарах саммита прозвучало, что Intel намерена начать поставку гибридных платформ Xeon/FPGA в виде эталонной платы, процессоров и программных инструментов в апреле текущего года. Коммерческая реализация проекта может состояться в 2017 году.

Блок-схема платформы для разработчиков программ для Xeon c FPGA (Intel)

Блок-схема платформы для разработчиков программ для Xeon c FPGA (Intel)

Также, поскольку Intel пытается продвигать гибридные платформы в рамках проекта Facebook Open Compute Project, компания планирует создать открытые библиотеки для облегчения настроек FPGA-матриц под индивидуальные нужды клиентов. По словам Intel, её программные инструменты позволят буквально на лету перестраивать работу встроенных в Xeon матриц для обработки того или иного алгоритма. Говорят, что красота спасёт мир, а красивее оптимизированного кода может быть только оптимизированное «железо».

Процесс поглощения Altera компанией Intel практически завершён

Intel активно работает над гибридными процессорными технологиями, в частности, над вариантами, где в одной связке трудятся традиционные ядра x86 и матрицы FPGA. Более того, уже известно, что первые гибридные Xeon появятся в первом квартале 2016 года. И, как сообщают зарубежные источники, Intel вскоре закончит процесс поглощения своего главного партнёра по FPGA-технологиям, компании Altera.

Право на заключение сделки одобрено министерством торговли и коммерции Китайской Народной Республики. Опубликованная Altera так называемая «Форма 8-K» (Form 8-K) это подтверждает. Intel объявила, что стоимость покупки составила $54 за акцию, вся сделка обошлась в 16,7 миллиарда долларов США. Компании достигли соглашения с министерством торговли КНР о том, что сделка будет завершена уже 28 декабря.

Архитектура гибридных чипов Xeon FPGA

Архитектура гибридных чипов Xeon FPGA

В соответствии с ранними планами Intel, Altera станет одной из бизнес-групп процессорного гиганта, но текущие планы самой Altera по выпуску существующих продуктов изменены не будут, их сделка не коснётся. А будущее под крылом у Intel для Altera большое: множество крупных клиентов с нетерпением ждут появления на рынке гибридных процессоров с FPGA. В их числе такие поставщики облачных услуг, как Amazon Web Services, Microsoft, Rackspace, а также владельцы крупных ЦОД, включая Google.

Intel представит первые процессоры Xeon со встроенными FPGA в первом квартале 2016

Корпорация Intel начнёт поставлять процессоры Xeon со встроенными программируемыми вентильными матрицами (field-programmable gate array, FPGA, ППВМ) в первом квартале 2016 года. Подобные микросхемы позволят ряду клиентов компании ускорять определённые специфические алгоритмы, а также добавлять некоторые возможности в процессоры Xeon непосредственно в ходе их использования.

Intel Xeon E7

Intel Xeon E7

Intel и Altera объявили о совместной работе над процессорами Xeon со встроенными программируемыми вентильными матрицами в середине прошлого года. Новые чипы должны разместить FPGA разработки Altera непосредственно в упаковке Intel Xeon, что позволит добавлять программируемые возможности в стандартные серверные платформы. Подобный подход заметно снизит стоимость использования ППВМ, а также повысит конкурентоспособность микросхем Xeon.

«Мы начнём поставлять процессоры с интегрированными ППВМ поставщикам облачных услуг в первом квартале 2016, таким образом они смогут начать настраивать свои алгоритмы», — сказала Дайан Брайант (Diane Bryant), старший вице-президент и генеральный директор подразделения Data Center Group корпорации Intel, на одном из мероприятий.

Altera Stratix V

Altera Stratix V

Поставщики облачных услуг — компании вроде Amazon Web Services, Microsoft, Rackspace и другие — а также владельцы крупных центров обработки данных — Facebook, Google — зачастую используют очень специфические алгоритмы для ускорения вычислений. Для оптимизации рабочих нагрузок подобных клиентов, Intel внедряет в свои микропроцессоры решения, разработанные специально для этих компаний.

В быстро меняющемся мире современных ЦОД, процессоров, сделанных на заказ, может быть недостаточно. Поскольку алгоритмы в центрах обработки данных часто меняются, невозможно выпускать специализированные микросхемы под каждый из них. Как следствие, использование ППВМ разработки Altera или Xilinx в серверах на базе Intel Xeon и IBM Power довольно распространено.

Интеграция FPGA в корпус Xeon даст дополнительную гибкость владельцам ЦОД и позволит ускорять определённые вычисления не меняя аппаратного обеспечения и не приобретая дорогостоящие ППВМ отдельно. В случае, если ускорение каких-либо алгоритмов получит широкое распространение у определённого клиента, впоследствии Intel может встроить специализированный аппаратный акселератор (или набор соответствующих инструкций) в будущие процессоры. Подобный подход сделает платформу Intel Xeon существенно более конкурентоспособной.

Схема платформы для разработчиков программ для Xeon c FPGA

Схема платформы для разработчиков программ для Xeon c FPGA

Известно, что Intel планирует устанавливать микросхему Altera непосредственно в корпус процессоров Xeon, используя технологию многочиповых модулей (multi-chip module, MCM). Однако не совсем ясно, какой именно ППВМ разработки Altera будет применён в подобных решениях. Достоверно неизвестно посредством какого интерфейса FPGA будет соединяться с кристаллом Xeon, но существует большая вероятность, что Intel задействует процессорную шину QPI.

В наборах для разработчиков серверного программного обеспечения, процессоры Intel Xeon E5 v2 соединяются с установленной в соседний LGA-разъём программируемой вентильной матрицей Altera Stratix V посредством шины QPI. Подобный подход обеспечивает когерентность, высокую пропускную способность (между CPU и FPGA) и низкие задержки при взаимодействии двух чипов. Кроме того, FPGA получает собственную память и шину PCI Express.

Intel: 1/3 серверов провайдеров облачных сервисов будут использовать FPGA к 2020 году

Intel: 1/3 серверов провайдеров облачных сервисов будут использовать FPGA к 2020 году

Начало коммерческих поставок Intel Xeon со встроенными FPGA откроет новую страницу в эре гетерогенных вычислений и даст серьёзные преимущества платформе Xeon перед любыми конкурентами, будь то ARM, или IBM Power. Кроме того, учитывая рост значения облачных вычислений и крупных ЦОД в структуре бизнеса Intel, поставки подобных процессоров дадут неплохой прирост дохода для производителя микросхем. Согласно ожиданиям компании 1/3 серверов провайдеров облачных сервисов будут использовать FPGA в 2020 году для ускорения самых разных алгоритмов.

Помимо процессоров со встроенными ППВМ, Intel готовит микросхемы, созданные полностью по заказам клиентов. Первые подобные чипы также появятся в 2016 году.

 

Intel начнёт выпуск заказных процессоров Xeon с FPGA-матрицами

Корпорация Intel намерена начать выпуск специализированных версий серверных процессоров Xeon, оптимизированных под выполнение определённых задач, требующихся заказчику.

Речь идёт об интеграции в состав Xeon перепрограммируемой вентильной матрицы (FPGA). В отличие от традиционных процессоров с «жёсткой» архитектурой, конфигурацию FPGA можно менять, используя специализированные программные средства. Это позволяет адаптировать систему для решения конкретного типа задач.

Процессоры Xeon с FPGA-матрицами будут востребованы прежде всего крупными интернет-компаниями вроде Google, Facebook, Amazon и eBay. Такие корпорации оперируют массивами серверов, насчитывающими десятки тысяч узлов. При этом зачастую исполняется узкий круг специализированных задач. Программирование FPGA-матриц под конкретные нужды позволит на порядок поднять производительность и (или) существенно снизить энергопотребление за счёт оптимизации выполнения команд.

Intel рассматривает два возможных варианта использования чипов Xeon с FPGA-матрицами. В первом заказчик оценивает эффективность работы оптимизированного изделия, и в случае положительного результата соответствующие инструкции вносятся непосредственно в чип Xeon, который затем производится без FPGA-блока. Второй вариант предусматривает выпуск процессоров с FPGA-матрицей для обеспечения возможности последующего перепрограммирования в связи с изменившимися требованиями.

Intel производила «кастомизированные» чипы и ранее. К примеру, в прошлом году было выполнено около 15 эксклюзивных заказов. Однако до сих пор модификации сводились к отключению ненужных ядер и изменению интерфейса ввода-вывода. Теперь корпорация решила предложить крупным клиентам больше возможностей по оптимизации серверных процессоров. 

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥