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Nous vous en parlions en novembre dernier, la prochaine génération de Xeon Phi (Knights Landing) prévue pour la mi-2015 intégrera jusqu'à 16 Go de mémoire embarquée ultra-rapide délivrant une bande passante de l'ordre de 500 Go /s.

On apprend aujourd'hui que cette mémoire sera produite par Micron, qui l'a développée en collaboration avec Intel en prenant pour base l'Hybrid Memory Cube dont on parle depuis quelques années déjà. Les puces se trouveront sur le même packaging que les Xeon Phi, et seront reliées à ce dernier par une interface à très haute vitesse.

Dans son communiqué Micron indique que cette mémoire a une bande passante 5x supérieure à la DDR4 tout en prenant 50% de place en moins et avec un ratio bande passante/consommation multiplié par 3.

Pour rappel ces nouveaux Xeon Phi gravés en 14nm devraient gérer l'AVX-512, la DDR4, le PCIe Gen3 et seront disponibles en version Socket comme en carte fille PCIe. Un Xeon Phi pourra intégrer jusqu'à 72 cœurs de type Silvermont associés par paire, gérant chacun deux grosses unités vectorielles prenant en charge le traitement des instructions AVX-512 et partageant un cache L2 de 1 Mo. En sus de la mémoire embarquée, ils géreront six canaux de DDR4 permettant d'adresser 384 Go de mémoire supplémentaire.

Bien que très énergisé par le béret de Mooly Eden, c'est bien d'une réduction drastique de la consommation dont nous a parlé Justin Rattner, Chief Technology Officer chez Intel, lors de la keynote de clôture de l'IDF, traditionnellement tournée vers le futur.


Pour pouvoir assurer l'évolution de ses performances et de ses produits, Intel s'est ainsi fixé plusieurs objectifs à long terme : pouvoir proposer des systèmes d'une puissance de 100 Gflops dans une enveloppe thermique de 2W d'ici à 2018, contre 200W pour un système Xeon équivalent actuel, et des supercalculateurs capables d'atteindre l'exaflops sans dépasser les 20 megawatts.

Pour atteindre ces objectifs, l'évolution des procédés de fabrication restera bien entendu primordiale, tout comme celle de l'architecture des CPUs. Intel indique cependant qu'il faudra s'attaquer au problème de la consommation sur de nombreux fronts : protocoles de communication, stockage, mémoire…


Intel a ainsi présenté un prototype de l'Hybrid Memory Cube développé en collaboration avec Micron et qui consiste à profiter du die stacking pour augmenter la densité de la mémoire mais également son débit. Une concentration qui permet d'améliorer le rendement énergétique d'un facteur 7 selon Intel.


Le prototype présenté consiste en une première couche qui contient la logique (un CPU simplifié probablement) sur laquelle sont empilées 4 couches de DRAM de 1 Gbits, soit 512 Mo au total. Un ensemble qui peut fournir une bande passante record de 128 Go/s, largement supérieure à ce dont sont capables les modules mémoire actuels. A terme, le but sera bien entendu d'empiler ainsi la mémoire sur les CPUs manycores pour profiter d'un accès plus rapide, mais également nettement moins consommateur d'énergie.


Un autre point sur lequel Intel travaille consiste à pouvoir abaisser la tension du CPU jusqu'au seuil du transistor. Habituellement, la tension est nettement plus importante, dans le but d'obtenir des performances élevées tant au niveau des transistors que de la transmission du signal. Si cette nouvelle approche pourrait permettre de laisser éveillés en permanence certains processeurs grâce à une plage de fonctionnement étendue, pouvoir se rapprocher des limites inverses du transistor pourrait paradoxalement favoriser la mise en place de systèmes très performants.


Pour travailler sur ce projet, Intel a mis au point un prototype de CPU, nom de code Claremont, basé sur un core Pentium qui peut abaisser sa consommation jusqu'à moins de 10 mW, de quoi pouvoir être alimenté par une petite cellule photovoltaïque. Certes dans ce mode la fréquence et donc les performances du CPU sont fortement réduites, mais le tout reste suffisant pour qu'un système Windows reste fonctionnel.

Ce CPU était en démonstration lors de différentes keynotes durant l'IDF, accompagné d'une ancienne carte-mère Pentium qui était par contre alimentée d'une manière classique. Pour faire passer la totalité de la plateforme à un niveau de consommation énergétique aussi faible, il y a encore du travail pour les ingénieurs d'Intel !