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C'est par le biais d'un de ses blogs  qu'Intel vient d'annoncer la prochaine version d'AVX, que l'on connaissait précédemment sous le nom de code 3.1 et 3.2. Il s'agira finalement d'AVX-512.

Comme son nom l'indique, AVX-512 est une extension du jeu d'instruction AVX qui rajoute des instructions SIMD (une instruction qui s'applique à de multiples données) 512 bits, soit le double de l'AVX actuel, pouvant cibler aussi bien des données entières que flottantes. Ce n'est pas la première fois que l'on voit un jeu d'instructions 512 bits chez Intel car c'est précisément ce que proposait le jeu d'instruction de Larrabee, et plus récemment de Knights Corner que l'on connait sous la dénomination commerciale Xeon Phi.

AVX-512 apporte une série de changements détaillés dans ce document PDF, on notera en premier lieu le nombre de registres qui passe de 16 à 32, tandis que les nouvelles instructions sont préfixées EVEX (au lieu de VEX pour AVX2). Ces dernières concernent aussi bien les entiers que les flottants et vous pourrez retrouver ci-dessous les grandes familles (classes) d'instructions disponibles.


La liste des classes d'instructions d'AVX-512. Vous retrouverez dans le PDF la liste complète des instructions à la page 75.

Notez qu'Intel parle dans son document "d'AVX-512 Foundation", sous entendant qu'il s'agit là du socle commun et que certains produits pourraient proposer des instructions supplémentaires. Ce n'est pas forcément surprenant puisque ces slides  indiquaient que Knights Landing (la prochaine version de Xeon Phi) utiliserait AVX3.1, tandis que Skylake (la prochaine nouvelle architecture CPU d'Intel qui apparaitra après Broadwell en 14nm) utilisera AVX 3.2.

Il sera intéressant de voir ce qu'Intel fera exactement de ces unités AVX 512 bits dans le processeur Skylake. Le directeur du Visual and Parrallel Architecture Group d'Intel, Ofri Wechsler est en effet à la fois en charge des projets Xeon Phi du constructeur (l'actuel Knights Corner, le suivant Knights Landing, et le futur Knights Hill) mais aussi de l'architecture graphique qui sera utilisée dans Skylake.

Sa biographie sur le site d'Intel indique également qu'il était responsable du projet qui tentait de construire un pipeline de rendering 3D logiciel fonctionnant sur Larabee, l'ancêtre des actuels Xeon Phi. Si des rumeurs laissaient penser qu'Intel pourrait un jour utiliser ce type de solution pour remplacer un GPU, l'échéance de Skylake est probablement encore trop proche pour que l'on voit arriver ce type de solution pour remplacer l'iGPU intégré aux processeurs. Skylake dans sa version desktop est en effet prévu pour 2015.

PC Games Hardware  a trouvé un extrait de la roadmap Intel Xeon d'Intel apportant quelques (maigres) informations à l'horizon 2015 et au-delà.

Côté Xeon classiques tout d'abord, comme prévu on devrait voir débarquer en 2014 le Haswell, ou plus précisément les Haswell-E, EP et EN, qui apporteront leur lot de nouveautés avec notamment le support de l'AVX2, de la DDR4. L'AVX2 combiné à une augmentation du nombre de cœurs permettra à Intel de doubler le nombre de Gflops annoncé avec jusqu'à environ 500 Gflops.

Contrairement aux LGA 1150 la future plate-forme LGA2011-3 devrait a priori avoir droit au die shrink 14nm de Haswell, Broadwell, qui débarquera du coup en 2015 en version Xeon (il est prévu en 2014 en versions BGA, principalement pour les CPU Mobiles). Skylake arrivera dans un second temps, probablement en 2016 contre 2015 en version Core i7/i5 "classique". Sur la gamme Xeon il apportera entre autre le support de l'AVX3.2, dont on ne connait pas les nouveautés par rapport à l'AVX2, ainsi que du PCI Express 4.0 qui permettra de doubler la bande passante par rapport à la version 3 (soit 2 Go /s dans chaque sens par ligne).

On peut logiquement penser que l'AVX3.2 sera également intégré sur la déclinaison plus grand public de Skylake prévue pour 2015, pour le PCI Express 4.0 cela dépendra probablement de la date à laquelle la spécification finale sera publiée par le PCI-SIG. Pour le moment l'organisme n'est pas plus précis que 2014-2015 quand à cette publication. Cette déclinaison de Skylake devrait également intégrer le support de la DDR4, un an après son support sur les Xeon donc.

Sur la roadmap des Xeon Phi, les accélérateurs pour calculs parallèles dédiées au marché HPC d'Intel, on voit que les les Knights Landing devrait débarquer en 2015. Gravées en 14nm contre 22nm pour la génération actuelle, ils embarqueront un jeu d'instruction AVX3.1 et supporteront la DDR4 comme le PCI Express 3.0 pour une puissance et une efficacité énergétique qui seraient triplée par rapport aux versions actuelles. Intel parle de déclinaison sous forme de carte additionnelle, comme c'est le cas pour les Xeon Phi existantes, mais également de versions "Socket". On peut donc imaginer des cartes mères serveurs intégrant un Socket principal destiné au processeur Xeon classique, et un ou plusieurs Socket destinés à accueillir des Xeon Phi.

Après le supercalculateur Titan du Laboratoire national d'Oak Ridge, Nvidia a annoncé qu'un second supercalculateur venait de faire le choix de CUDA et de l'accélérateur Tesla K20X. Ce supercalculateur se nomme Piz Daint et est construit par le Centre national Suisse de Calcul Scientifique (CSCS) en collaboration avec MeteoSwiss. Bien que plus modeste que Titan, il devrait devenir le supercalculateur le plus puissant d'Europe avec une puissance de calcul supérieure au pétaflop. Il sera destiné à la recherche et à la modélisation météorologique.

Détail important concernant Piz Daint, il est basé sur la plateforme XC30 de Cray, qui repose sur des Xeon E5 et supporte l'accélérateur Xeon Phi en plus du Tesla K20X. Une double victoire donc pour Nvidia qui en plus de pouvoir fournir un nouveau supercalculateur, le fait en battant le concurrent direct proposé par Intel.

Après AMD et Nvidia, c'est ce soir au tour d'Intel d'annoncer officiellement ses cartes accélératrices pour calculs parallèles dédiées au marché HPC (Hautes Performances) : les Xeon Phi.

Nous avions présenté précédemment l'architecture de ces puces. Il s'agit pour rappel d'un processeur x86 très particulier où l'on retrouve sur le die 64 cores x86 de type P54C (Pentium) sur lesquels sont accolés un cache de niveau 2 ainsi qu'une large unité de calcul vectorielle (le P54C servant de chef d'orchestre en quelque sorte). Tous ces cœurs sont reliés autour d'un large ring bus (512 bits dans chaque sens) qui relie également ces cœurs à des contrôleurs mémoires GDDR5. Pour terminer ce rappel, terminons en indiquant qu'une des particularités du design de Xeon Phi est que les cartes font tourner leur propre système d'exploitation (un Linux) dans lequel s'exécutent les programmes.


Intel annonce donc aujourd'hui sa première carte, le coprocesseur Xeon Phi 5110P. Fabriqué en 22nm, on retrouve 60 cœurs actifs sur le die cadencés à une fréquence de 1.053 GHz. Xeon Phi est fabriqué en 22nm et chaque cœur dispose de 512 Ko de cache de niveau 2.

Côté performances, le constructeur annonce 1010 Gigaflops en double précision, soit légèrement moins que les produits concurrents annoncés ce matin (1173, 1317 et 1478 respectivement pour les Tesla K20, K20X et Firepro S10000). Xeon Phi se distingue cependant côté mémoire avec 8 Go de mémoire GDDR5 (2.5 GHz) embarquée (5, 6 et 3 Go pour les Tesla K20, K20X et Firepro S10000 toujours) et une bande passante de 320 Go/secondes (contre 193.7, 232.4 et 447 Gio/s pour les modèles cités précédemment).


Côté tarifaire Intel est cependant plus agressif puisque sa carte est annoncée à 2649$ (3200, 5000 et 3600$ pour les cartes de Nvidia et d'AMD). Une position qui n'est pas surprenante, Intel étant un nouvel entrant sur ce type de marchés.


Petit tacle en passant à la concurrence…
En ce qui concerne le développement d'application, Intel se repose avant tout sur ses propres compilateurs (avec des jeux d'extensions propriétaires) et ses bibliothèques comme MKL (Math Kernel Library) qui ont été portés pour l'architecture Xeon Phi.


Intel indique cependant qu'il s'agit d'une approche "pré-standard" et que l'avenir, aussi bien pour Nvidia que pour Intel est à la version 4.0 d'OpenMP qui - selon Intel - devrait représenter l'avenir de toutes les solutions de développement parallèles. Intel indique s'engager à fournir un compilateur OpenMP 4.0 pour le mois de janvier.


Notez que si les cartes Xeon Phi sont officiellement lancées aujourd'hui (Intel indique commencer les livraisons aujourd'hui à ses partenaires), la disponibilité générale des 5110P ne se fera que le 28 janvier 2013. D'autres déclinaisons sont également prévues avec la famille Xeon Phi 3100 annoncés pour la première moitié 2013 (et qui devraient reposer sur une nouvelle version de la puce). Disponibles en versions actives et passives pour un TDP de 300 watts, les cartes viseront au-delà d'un téraflop DP pour un prix inférieur à 2000$. Le nombre de cœurs actifs sur ces cartes n'est pas officiellement annoncé, mais avec 28.5 Mo de mémoire cache L2 sur les 3100 Series, il devrait être de 57. Les cartes embarqueront également moins de mémoire avec seulement 6 Go, la bande passante tombant à 240 Go/s.

Le constructeur américain de supercalculateurs Cray vient d'annoncer  l'arrivée de processeurs Intel dans son nouveau modèle, les XC30. Une première car le constructeur utilisait jusqu'ici exclusivement dans ses XE6 et XK7 des processeurs AMD Opteron (avec une mise à jour récente pour les Opteron 6300 annoncés en début de semaine).

Les XC30 sont basés sur un nouveau système d'interconnexion, Aries, développé par Cray et utiliseront dans un premier temps des Xeon E5-2600 (Sandy Bridge) avec la possibilité d'utiliser plus tard des Xeon Ivy Bridge. Le système est organisé en nodes, reposant chacun sur deux processeurs, regroupés en blades (4 nodes par blades). Le tout est regroupé dans des chassis (16 blades) eux-mêmes regroupés en armoire (3 chassis par armoire), chaque armoire contenant ainsi 384 processeurs.


Côté co-processeur, en sus des K20/K20X de Nvidia qui étaient déjà disponibles dans les systèmes XK7 (et qui ont commencé à être déployés, par exemple dans le supercalculateur Titan), Cray proposera également l'intégration de cartes Intel Xeon Phi (dont nous avions parlé précédemment et qui devraient être lancés sous peu).

Avec ses systèmes XC30, Cray vise des charges pouvant dépasser 100 Petaflops. Plusieurs institutions et universités ont annoncé leur intérêt pour ces nouveaux systèmes, la société annonçant 100 millions de dollars de contrats déjà signés.