fbpx

אירוע Architecture day 2021: אינטל חושפת לראשונה שורה של ארכיטקטורת חדשות

intel architecture day 2021 main
קרדיט: דוברות אינטל ישראל

אנליסטים, תאגידים וגיימרים רבים מחכים כבר זמן רב לפרטים משמעותיים אודות המוצרים הבאים של אינטל: Alder Lake, Sapphire Rapids וכמובן סדרת כרטיסי המסך Alchemist שנקראה לפני כן DG2. כעת, במסגרת כנס Architecture day 2021 אינטל חושפת סוף סוף פרטים משמעותיים אודות שלל המוצרים שלה שיושקו במהלך 2022.

אינטל מתמודדת בימים אלה עם תחרות קשה בכל סמגנט שוק אפשרי בתחום המעבדים. גם בתחום כרטיסי המסך היא יודעת שצפויה לה תחרות קשה במיוחד אל מול NVIDIA ו-AMD. התחרות פגעה במידה מסוימת גם בתדמית של אינטל וזה בהחלט יקשה עליה ברמה האסטרטגית בתחרות אל מול NVIDIA ו-AMD.

מעבדי Alder Lake

במסגרת Architecture day 2021, הכריזה אינטל על השינוי הגדול ביותר בארכיטקטורת המחשוב של מעבדיה ב-25 שנים האחרונות – מעבדי Alder Lake. השם Alder Lake הוא שם-קוד למעבדי הדור ה-12 שלה. לדברי אינטל, מדובר בדור המהפכני ובשיפור הגדול ביותר שהיא עשתה למעלה מעשור.

מעבדי Alder Lake הם מעבדי ה-x86 הראשונים בשוק המבוססים על ארכיטקטורה היברידית – כלומר ארכיטקטורה המשלבת שני סוגי ליבות. מעבדים אלו פותחו בהובלת קבוצת הפיתוח של אינטל ישראל למחשוב – C²DG, בשיתוף עם קבוצות פיתוח נוספות של אינטל בעולם. ייצור מעבדי Alder Lake יתקיים באינטל קריית גת ואספקתו מתוכננת לרבעון השני של שנת 2022. מעבדים אלו יהיו גם הראשונים לתמוך בתקני DDR5 ו-PCIe 5.0 שלדברי אינטל יאפשרו תוספת ביצועים ביצירת תוכן, בינה מלאכותי ובמשחקים.

כאמור, במעבדים בארכיטקטורה היברידית משולבים 2 סוגי ליבות – ליבות יעילות (שנקראו בעבר ליבות חלשות) וליבות ביצועים. כל אחד מסוגי הליבות בנוי על ארכיטקטורה שונה ולכל אחד מהסוגים יש שימושים מעט שונים. אינטל מספרת לנו כי הליבות החזקות אמורות לתת ביצועי ליבה בודדת מאוד גבוהים וביצועים גבוהים גם בעומסי עבודה חדשים כמו אלגוריתמי Machine Learning ו-Deep Learning. במקביל, הליבות היעילות שהן ליבות קטנות יותר מתפשרות במקצת על הביצועים פר ליבה אך לדברי אינטל עדיין מסוגלות להפיק ביצועים גבוהים – בעיקר ביישומים קלים או ביישומים הדורשים ריבוי ליבות ופחות ביצועי ליבה בודדת.

הליבות היעילות (Efficient Core) המשולבת במעבדי Alder Lake מבוססות על ארכיטקטורת Grace Mont ולפי אינטל היא לא חלשה בכלל. אינטל מספרת לנו כי ליבות ה-Grace Mont מספקות 40% יותר ביצועים בהשוואה לליבות SkyLake באותה צריכת החשמל. נזכיר כי ליבות SkyLake היו בשימוש במעבדים רבים של אינטל עד לא מזמן. אינטל גם מספרת לנו כי הגודל של הליבה היעילה הוא רבע מהגודל של הליבה החזקה.

ליבות הביצועים (Performance Core) מבוססות על ארכיטקטורת Golden Cove ולדברי אינטל הן דף חדש בכל הנוגע למחשוב עתיר ביצועים באינטל. אינטל מספרת כי פריצות הדרך ב-Golden Cove יוצרות את הבסיס לעשור המחשוב הבא בתחום המעבדים. ברמת הביצועים אינטל טוענות כי ליבות Golden Cove מציעות שיפור של 19% בביצועים בהשוואה לליבות Cypress Cove הנמצאות במעבדי Rocket Lake מהדור ה-11 פר תדר. ליבת הביצועים תוכננה על ידי עדי יועז, הארכיטקט הראשי של אינטל ל-Core, והצוות שלו בישראל, שאחראי על פיתוח הליבות באינטל. מנהל הפיתוח של ליבת הביצועים הוא רפי מרום.

טכנולוגיה נוספת שתשולב ב-Alder Lake היא ה-Thread Director, אשר תפקידה ביחד עם מערכת ההפעלה להפנות את עומסי העבודה לליבה הנכונה בזמן הנכון, בהתאם לצרכיו של המשתמש, מה שישפר משמעותית את ביצועי המחשבים תוך צמצום צריכת החשמל שיתבטא בשיפור ניכר בחיי הסוללה. למעשה ה-Thread Director יקבע את הפעלת הליבה הרלוונטית בהתאם ליישום המופעל. הטכנולוגיה פותחה בהובלת ארכיטקטים ומהנדסי החומרה של אינטל ישראל והודו.

לבסוף, לעבודה חלקה אינטל שיפרה את רוחב הפס שבתוך המעבד על מנת לאפשר תקשורת מהירה יותר ועיבוד מהיר יותר. רכיב ה-I/O Fabric מגיע עם רוחב פס של עד 64GB/s, רכיב ה-Compute Fabric שמקשר בין הליבות יגיע לרוחב פס של עד 1000GB/s ורכיב ה-Memory Fabric יגיע לעד 204GB/s.

מעבדי Alder Lake יגיעו בתצורות של עד 8 ליבות חזקות ו-8 ליבות יעילות כאשר רק לליבות החזקות תופעל טכנולוגיית Hyper Threading. תדרים מדוייקים וקונפיגורציות מדויקות טרם נחשפו.

"היום חשפנו את השינוי הגדול ביותר בארכיטקטורת המחשוב של אינטל מאז ומעולם. פריצת הדרך הארכיטקטונית של אלדר לייק, שהובלתה נעשתה בישראל, מכשירה את הקרקע לעידן חדש של מוצרים מובילים באינטל, שייפתח בקרוב עם השקתו של המעבד. אני גאה בצוותי הפיתוח הישראלים  שיצרו מוצר כל כך איכותי השייך לדור הבא של המחשוב בעולם ויוביל בו שינוי מהותי וחשוב".

רן ברנסון, המנהל הכללי של הCore and Client Development Group

intel architecture day 2021 alder lake team
בתמונה מימין לשמאל: רפי מרום, מנהל פרויקט ליבת Performance, גיא שלו מנהל פרויקט Alder Lake ואריק גיחון ארכיטקט SoC.
קרדיט: אינטל

מה באמת חדש בליבות של אינטל?

במהלך ה-Architecture day 2021 אינטל דיברה בהמון מושגים טכניים ועל מנת שלא לסבך את הכתבה יתר על המידה, נסכם באופן מופשט עם עיקרי הדברים ומבלי להיכנס לפרטים טכניים עמוקים שהם אגב זמינים באתר של אינטל.

השינויים המשמעותיים הראשונים הם במנגנון ה-Front End, של הליבות היעילות והחזקות כאחד. מנגנון ה-Front end הוא מנגנון שקיים בכל ליבה ותפקידו הוא לקבל ולפענח את הפקודות מהתוכנה, לחזות מה יהיו הפקודות הבאות ובאופן כללי לנהל את ה-"Flow" של הפקודות בתוך הליבה.

מנגנון ה-Front End בנוי באופן מעט שונה בליבות החזקות ובחלשות אך בשני המקרים הרעיון דומה. ראשית, אינטל שיפרה את רכיב ה-BPU שאמור לחזות מה עשויות להיות הפקודות הבאות שהמעבד יצטרך להריץ. מנגנונים כאלה קיימים שנים באינטל וגם במעבדים של AMD. שיפור ה-BPU נוגע לאופן שבו הוא חוזה את הפקודות שהוא יריץ בעתיד. מבחינת ביצועים, חיזוי פקודות מאפשר IPC גבוה יותר ועבודה יעילה וחכמה יותר של הליבות. אפשר לחשוב על זה כמו על מוסך שיודע מראש מה התקלה ברכב ונערך לטיפול בצורה המיטבית עוד לפני שהרכב מגיע. כך הוא חוסך זמן ומאפשר טיפול מהיר יותר.

שיפור נוסף במנגנון ה-Front End הוא ברכיבים השונים האחראים על קבלה, שמירה ופענוח של פקודות. אינטל הגדירה את הרכיבים האלה בצורה שתאפשר קבלה וטיפול ביותר פקודות בכל זמן נתון כאשר המעבדים יהיו מסוגלים להתמודד עם פקודות גדולות ומסובכות יותר.

בשני סוגי הליבות שופרו גם מנגנוני ביצוע הפקודות כאשר הם מסוגלים כעת לבצע יותר פקודות, לבצע פקודות בצורה מהירה ויעילה יותר על ידי הוספת Execution Ports, הגדלת סוגי ה-Cache השונים, הטמעת רכיבי חישוב חדשים מהירים יותר כמו Fast Adder חדש, הוספת עוד ALU ועוד.

חשוב לזכור, מדובר בנתונים על הנייר וקצת קשה לתרגם אותם לביצועים בפועל. המהנדסים של Alder Lake מבטיחים כי בקרוב מאוד נוכל לראות ביצועים בפועל וכי אנחנו לא נתאכזב. לכל מקרה, על הנייר נראה שמדובר בשינויים משמעותיים בתוך הליבות של אינטל.

intel architecture day 2021 xe hpg
קרדיט: דוברות אינטל ישראל

הצצה משמעותית ראשונה לארכיטקטורה של כרטיסי המסך לגיימרים

אינטל חשפה ביום ארכיטקטורה גם את Xe HPG – ארכיטקטורת כרטיסי המסך לגיימרים שעליה תתבסס סדרת כרטיסי המסך Alchemist. הארכיטקטורה תכלול לראשונה טכנולוגיה חדשה בשם  XeSS – Xe Super Sampling המקבילה ל-DLSS של NVIDIA ותשתמש בבינה מלאכותית לשיפור ה-FPS במשחקים ברזולוציות גבוהות.

אינטל ניסתה להנגיש את הארכיטקטורה שלה והאמת שהיא עשתה עבודה טובה. כל כרטיס מסך יורכב מליבות כאשר כל ליבה כוללת 16 רכיבים מסוג Vector Engines האחראים על העיבוד "הרגיל". לצד כל רכיב כזה קיים רכיב בשם Matrix Engine או בשמו המקוצר XMX. רכיב זה מקביל במידה מסוימת ל-Tensor Core של NVIDIA והוא מיועד לאלגוריתמי בינה מלאכותית. רכיב זה גם מריץ את ה-XeSS.

כל 4 ליבות יושבות בתוך רכיב שנקרא Render Slice ועל גביו קיימות גם יחידות עיבוד ייעודיות ל-Real Time Ray Tracing ועוד כמה רכיבים חשובים של כרטיס המסך. בכל כרטיס מסך קיימים כמה Render Sliceים וביניהם זיכרון מסוג L2 Cache.

בשלב זה אינטל בחרה שלא לחשוף את הביצועים של Alchemist אך היא כן מספרת כי מדובר בשיפור של פי 1.5 ביחס ל-Xe LP במדד הביצועים פר וואט. עוד אינטל מאשרת כי כרטיסי המסך יצוידו בזיכרון GDDR6, יושקו ברבעון הראשון של 2022 וייוצרו ב-TSMC בליתוגרפיית 6nm.

intel architecture day 2021 sapphire rapids
קרדיט: דוברות אינטל ישראל

הדור הבא של שבבי העיבוד לדאטא סנטר

אינטל חשפה פרטים חדשים אודות מעבדי הדור הבא שלה לשוק הדאטה סנטר (שרתים) הקרויים תחת שם קוד Sapphire Rapids. מעבדים אלו ייוצרו בטכנולוגיות Intel 7 שזו מספקת שיפור של כ-10% עד 15% בביצועים לוואט בהשוואה ל-Intel 10nm SuperFin. מעבדי Sapphire Rapids יתבססו על הארכיטקטורה החדשה של מעבדי Alder Lake.

בזכות טכנולוגיית EMIB, ארכיטקטורת Mesh מתקדמת, ושימוש ב-"Tiles", אינטל תוכל לחבר מספר "תתי-מעבדים" ביחד ליצירת מעבד חזק במיוחד. החברה מצפה הכניס את Sapphire Rapids לייצור ברבעון הראשון של 2022 עם שאיפה לתחילת אספקה ברבעון השני של אותה השנה.

Sapphire Rapids יכלול מגוון רחב ביותר של מאיצים לדאטה סנטרים, בהם שני מאיצים חדשים: DSA, שישפר את הסטרימינג בקלאוד, ו-QAT שישפר את התמודדות עם עומסי עבודה. הן DSA והן QAT מפחיתים את מספר הליבות הדרושות לביצוע פונקציות CPU מסוימות, ומפנים משאבים להגדלת ההספק והיעילות הכוללים של השרתים בענן.

אינטל חשפה גם את הארכיטקטורה החדשה שמאחורי פיתוח נוסף שנולד בישראל, רכיב תקשורת לדאטה סנטר, IPU, (שם קוד Infrastructure Processing Unit – יחידת עיבוד תשתיתית). ה-IPU יהווה נדבך מרכזי באסטרטגיית מחשוב הענן העתידית של אינטל. ה-IPU פותח במרכז המו"פ של אינטל בישראל, ועתיד להוריד עומס ממעבדים ולנהל את תקשורת הנתונים בין השרתים בענן. המוצר הראשון בארכיטקטורה זו יקרא Mount Evans, והוא השבב הראשון של אינטל שמעביר דאטה בקצב של 200G. הוא תוכנן ופותח בצמוד עם ספקית מובילה של שירותי ענן, שאת שמה לא ניתן לחשוף בשלב זה.

intel architecture day 2021 xe hpc
קרדיט: דוברות אינטל ישראל

פרטים טכניים על Xe HPC

אינטל סיפקה גם פרטים טכניים חדשים אודות כרטיס המסך ליישומי HPC הנקרא Ponte Vecchio המבוסס על ארכיטקטורת Xe HPC. מדובר בכרטיס מסך אשר יכלול לא פחות מאשר 100 מיליארד טרנזיסטורים. Ponte Vecchio יעשה שימוש בטכנולוגיית EMIB multi-die interconnect שמספקת את היכולת לחבר מספר שבבי עיבוד ביחד ואת טכנולוגיית Foveros 3D המאפשרת לחבר את השבבים בצורה תלת ממדית. Ponte Vecchio יציע כוח עיבוד של יותר מ-45TFLOPS לצד רוחב פס של יותר מ-5TBps ב-Fabric Memory ורוחב פס של יותר מ-2TBps בקישוריות. אינטל פרסמה דמו של השבב, המציג את ביצועי ההיקשים (Inference) של ResNet עם יותר מ-43,000 תמונות לשנייה. הוא יושק רשמית ב-2022 ומיועד לשווקי ה-HPC וה-AI.

"השנה שחלפה גרמה לכל העולם להבין שכדי להתקדם טכנולוגית עלינו להגיע לעוצמת מחשוב מאסיבית ומשמעותית. במבט לעתיד אני צופה כי נהיה עדים לביקוש עצום של מוצרי מחשוב בגידול פוטנציאלי של פי 1,000 עד 2025, קצב גידול המקביל לחוק מור בחזקת 5.  בעיות מחשוב מורכבות ניתנות לפתרון רק באמצעות שינויים בארכיטקטורות ופיתוח פלטפורמות מהפכניות".

ראג'ה מ. קודורי, סגן נשיא בכיר ומנכ"ל קבוצת מערכות מחשוב וגרפיקה

טוני מלינקוביץ'
טוני הוא העורך הראשי שלנו כאן באתר, עם ידע רחב בחומרה ומקורות מהירים, טוני הוא גם הכתב המהיר ביותר שלנו, בנוסף לכתבות המעולות של טוני הוא גם אחראי על רוב הביקורות שלנו באתר וגם על המלל וחוות הדעת על חלק מסיקורי הוידאו שלנו.
דילוג לתוכן