В 2016 года прошел юбилейный десятый Intel Developer Forum 2016.Именно здесь можно из первых рук получить информацию о новых инициативах компании Intel, а также узнать, как одна из наиболее влиятельных в области информационных технологий компания смотрит на будущее всей индустрии и собственных продуктов. Конференция IDF с 2007 года разделена на две части. Первая из них проходит в Китае весной, а вторая в августе-сентябре в Сан-Франциско. По большей части китайская часть IDF представляет собой то, что подразумевается в самом названии конференции. Это форум для работников информационной индустрии, на него приглашаются представители компаний, которые используют решения и микросхемы от компании Intel, а также разработчики. Мероприятие, проходящее в Сан-Франциско, больше заинтересует широкую публику, поскольку по традиции именно здесь представители компании Intel анонсируют выпуск будущих новинок. На выставке устройств посетители смогут своими глазами увидеть новинки и образцы техники, которые только готовятся к выходу.
Прежде всего, Intel ассоциируется с высокопроизводительными продуктами: центральные процессорные устройства, твердотельные накопители, ускорители вычислений Xeon Phi. Ряд наиболее значимых новостей с IDF 2016 относится именно к данному направлению. В целом IDF продолжает фокусировать внимание публики на областях использования электронных устройств: носимые устройства, гаджеты, интернет вещей, робототехника и тому подобное. Со стороны Intel довольно неожиданным стал большой интерес к виртуальной реальности. Хотя, если учитывать последние тенденции, это было вполне предсказуемо. Давайте более подробно расскажем про каждый пункт этого списка, начиная с тяжелых аппаратных компонентов и заканчивая остальными.
Архитектура Intel Core 7-го поколения готова к внедрению
В первую очередь на IDF посетители хотят услышать что-нибудь о новой архитектуре процессоров Intel. Ключевые презентации компании Intel совсем немного коснулись процессорного ядра нового поколения Kaby Lake. Компания Intel в графике разработке собственных центральных процессорных устройств отказалась от стратегии «тик-так», которая верой и правдой служила ей долгие годы. Данная стратегия подразумевает двухлетний цикл обновления микро архитектуры с промежуточным шагом в виде перехода на более тонкий технологический процесс. Теперь расширенный до трех лет цикл включает в себя дополнительную фазу, которая связана с усовершенствованием архитектуры, воплощенной в фазе «так». Kaby Lake представляет собой первое ядро от компании Intel, которое было выпущено в третьей фазе цикла. Оно представляет собой обновленную версию архитектуры ядра Skylake. Появление готовых продуктов, выполненных на базе Kaby Lake, ожидается уже осенью этого года. Если судить по опыту предыдущих лет, то можно сделать вывод, что эта версия архитектуры Core, которая выполнена на базе технологического процесса 14 нм, сможет проникнуть в мобильные устройства раньше, чем в настольные системы. Демонстрация возможностей новой платформы с трибуны IDF была сфокусирована на двух особенностях KabyLake: усовершенствованной версии интегрированного графического процессора. Декодирование HEVC силами выделенного блока CPU было доступно в процессорах поколения Skylake. При этом часть операций выполняется программным путем. От предыдущей интеграции Kaby Lake отличается полностью аппаратным способом декодирования HEVC профиля Main 10 (10-битное представление цвета на канал). Способен ли CPU кодировать HEVC, пока неизвестно. Посетителям показали, как компактный ноутбук-трансформер на платформе KabyLake легко справляется с задачей видеомонтажа шести потоков в разрешении 4К, переключаясь между источниками изображения без каких-либо заметных задержек.
Компания Intel заявила о начале сотрудничества с Sony Pictures Home Entertainment (SPHE). Данное сотрудничество принесет возможность трансляции в разрешении 4K видеофильмов на компьютеры, оснащенные процессорами Intelс архитектурой Core7-го поколения.
Во второй части демонстрации зрителям показали игру Overwatch, которая была запущена на компьютере DellXPS с процессором KabyLake. При этом не сообщается, какое разрешение экрана и настройки качества были выбраны для демонстрации. Однако визуально частота смены кадров для игры была достаточно комфортной. Конечно, то, что Intel показала на IDF для широкой публики, представляет собой совершенно поверхностный взгляд на KabyLake. Чтобы не оставить разочарованными читателей, стоит сказать, что в рамках мероприятий мы узнали гораздо больше о предмете. В положенное время эта информация может быть передана огласке.
Накопители Optane на основе памяти XPoint: действующие образцы и характеристика быстродействия
Ключевой новостью прошлогодней IDF стала презентация совершенно нового типа энергонезависимой памяти. XPoint, как известно, обеспечивает пропускную способность, на три порядка превышающую эту же характеристику у распространенной Flash-памяти NAND.Кроме того, XPoint имеет несравнимо большой ресурс циклов перезаписи. Разработчики содержат в тайне принцип работы ячеек в памяти XPoint.Однако уже известно,что чипы XPoint представляют собой многочисленную конструкцию по аналогии с HBM, 3DNAND или MCDRAM. Каждая ячейка, которая хранит один бит информации, сопровождается ячейкой-селектором. В свою очередь, селекторы в двух направлениях соединены проводниками, которые позволяют управляющей логике адресовать ячейку для записи или чтения. Сочетание двух этих факторов позволяет обеспечить XPoint низкую латентность доступа к данным и в результате – высокую пропускную способность. Функциональное отличие XPoint от NAND Flash заключается в том, что контроллер в новом типе памяти передает данные с дробностью 1 Байт. Это позволяет позиционировать XPoint как более емкую и дешевую альтернативу DRAM в модулях оперативной памяти.Поскольку ячейки-селекторы не содержат транзисторов, XPoint достигает более высокой плотности данных (в 8-10 раз), чем в NAND Flash-памяти. Это позволяет приблизить себестоимость производства скорее к NAND Flash, чем к DRAM. На первом этапе будут выпускаться чипы XPoint, обладающие емкостью 128 Гбит. Выпуском микросхем на конвейере с нормой технологического процесса 20 нм занимается совместное предприятие IntelиMicron–IMFT. Сегодня данный производитель является одним из крупнейших поставщиков NAND Flash.
В 2016 году IDF дала понять, что накопители Optane, которые основаны на чипах XPoint, уже близки к выходу на рынок. Компания Intel запланировала выпуск устройств в нескольких форм-факторах: приводы с разъемом U.2, модули DIMM, компактные платы M.2 и платы расширения PCI Express HHHL (Half-Heigh, Half-Length). Первыми были продемонстрированы модули DIMM. Они были представлены еще в прошлом году.Теперь мы уже смогли увидеть в виде платы HHHL образец Optane в составе работающих систем, которые выполняют серверные приложения и бенчмарки. Плата имеет интерфейс PCIExpressx4 версии 3.0. С операционной системой она сообщается по протоколу NVMe. Радиаторы охлаждения, которые смонтированы на обеих сторонах платы, к сожалению, не позволяют как следует рассмотреть чипы.
Еще одна новость IDF 2016 – это результаты бенчмарков карты по сравнению с SSDDCP3700, который является наиболее производительным решением в семействе серверных накопителей от компании Intel. Данные говорят, что Optane позволяет обеспечить в четыре раза большую частоту операций записи, в 10 раз уменьшенную минимальную латентность доступа к данным. Кроме того устройство потребляет на 30% меньше энергии.Optane в тесте смешанного чтения/записи по 4 Кб демонстрирует производительность 500 тысяч операций в секунду.Насыщение пропускной способности наступает при более низких значениях очереди команд по сравнению с твердотельными накопителями на базе Flash-памяти. Ресурс выносливости Optane дает возможность выполнять в три раза больше операций перезаписи за день, чем у твердотельного накопителя DCP370. Вполне вероятно, накопитель с интерфейсом NVMe будет не самой быстрой модификацией Optane если сравнивать с модулями DIMM, которые процессор сможет использовать напрямую в качестве оперативной памяти.Такой подход вместе с тем требует, чтобы операционная система и приложения могли самостоятельно распределять обращения к адресным пространствам, которые принадлежат модулям различного типа –XPoint и DRAM–используя последние в качестве кэша данных, которые не требуют скоростного доступа, обеспечиваемого модулями DDR3/4. Компания Scale MP, которая участвует в IDF, представила программное решение vSMP Foundation, объединяющее в единое адресное пространство ПЗУ и ОЗУ и определяющее самостоятельно, куда необходимо поместить данные, по аналогии с тем как работают гибридные накопители на основе жесткого диска и SSD.
Knights Mill: ядро Xeon Phi
Компания Intelдавно заявляла о своих планах по дальнейшему развитию линейки XeonPhi. Это ускорители высокопараллельных вычислений, которые производитель противопоставляет GPU, который широко используется для этого класса задач. На настоящий момент выпущены два поколения процессоров для XeonPhi на основе архитектуры MIC – Knights Corner в 2013 году и Knights Landingв 2016 году. Если верить предыдущим заявлениям, третье поколение должно было получить кодовое название Knights Hill. Соответствующие чипы должны производиться по норме технологического процесса 10 нм. На IDF, однако, было озвучено другое название – Knights Mill.
В кратком выступлении, которое представители компании Intel посвятили анонсу продукта,не было разъяснено, каким образом новинка соотносится с прошлыми планами. Knights Mill, возможно, является промежуточной остановкой на пути к KnightsHill. Новый продукт по другой версии олицетворяет собой ответвление от основного пути развития, которое предназначено для глубинного обучения. Глубинное обучение представляет собой одно из направлений машинного обучения. Оно предполагает моделирование абстрактных понятий за счет построения ветвящихся графов. На практике это используется в программах распознавания объектов, компьютерного зрения, человеческой речи и т.п. Определяющим признаком, который делает KnightsMill наиболее подходящей платформой для глубинного обучения, является то, что компания Intel обозначает термином «переменная точность». Речь, скорее всего, идет о поддержке формата чисел с плавающей запятой FP16 или других форматов, обладающих еще меньшей разрядностью. FP16 является приоритетным форматом для задач глубинного обучения, так как они не требует более высокой точности, а процессор при этом достигает более высокой пропускной способности при условии, что FP16 поддерживается им на аппаратном уровне. В GPU последнего поколения от производителей NVIDIA и AMD реализована поддержка половинной точности. Ускорители вычислений Teslaна базе архитектуры Pascal специально оптимизированы на высокую скорость при работе с FP16.Появление чипов Knights Mill должно упрочнить позиции компании Intel в конкуренции с компанией NVIDIA в этом сегменте рынка. Разработчики при этом указывают на целый ряд преимуществ архитектуры MIC по сравнению с графическими процессорами.
Начиная с поколения Kings Landing, Xeon Phi существуют в сокетном форм-факторе, который дает возможность загружать операционную систему непосредственно с MIC без необходимости отдельного центрального процессорного устройства традиционной архитектуры. Наряду с массивом высокоскоростной набортной памяти MCD RAM Knights Landing может напрямую адресовать внешние модули DDR4 SDRAM. Teslaот NVIDIA не может похвастаться такими функциями.