Xeon Phi Knights Landing al debutto, CPU Intel con 72 core

Intel ha iniziato a consegnare le soluzioni Xeon Phi Knights Landing (KNL). La famiglia di prodotti Xeon Phi è in circolazione da alcuni anni e affonda le proprie radici nel progetto Larrabee, il tentativo di Intel di creare una scheda video basata su core x86. L'azienda non ebbe successo, ma quel lavoro è servito a creare una linea di prodotti capace di accelerare i carichi altamente paralleli del mondo HPC (High Performance Computing).

Le soluzioni Knights Landing rappresentano la seconda generazione della gamma Xeon Phi e alzano il tiro rispetto a quanto visto sinora. La prima generazione era infatti disponibile solo sotto forma di scheda PCI Express e agiva come un coprocessore a sostegno delle piattaforme Xeon. La seconda generazione è disponibile anche come un processore, che si può inserire sulle motherboard per funzionare come CPU principale. In questa veste è infatti "avviabile", cosa non permessa dalla scheda PCIe.

I chip Knights Landing hanno circa 8 miliardi di transistor e sono prodotti a 14 nanometri. Al loro interno hanno fino a 72 core suddivisi in due "tile" da 36 core, disposte in configurazione mesh. Ogni core Silvermont quad-threaded ha due VPU AVX-512 (Vector Processing Units) per core, per un totale di 144 VPU.

Ogni tile ha 1 MB di cache L2 condivisa, per un totale di 36 MB di cache L2. I processori KNL hanno prestazioni single-thread fino a tre volte maggiori rispetto ai prodotti Knights Corner di precedente generazione. Accanto ai core risiedono 16 GB di MCDRAM (Multi-Channel DRAM) che garantiscono fino a 500 GB/s di throughput e servono come primo livello di memoria veloce che può essere gestita in tre modalità operative - cache, ibrida e flat. Il processore supporta fino a 384 GB di memoria DDR4 tramite sei canali (~90 GB/s) e si connette al PCH tramite un collegamento DMI a 4 linee.

Knights Landing è disponibile con Omni-Path oppure no. Si tratta di un componente chiave per i cosiddetti Scalable System Framework ed è una tecnologia d'interconnessione della stessa Intel per rispondere ai requisiti dei nuovi HPC. Offre un bandwidth di 100 Gbps e grandi miglioramenti in latenza e consumi rispetto alle alternative InfiniBand.

Le versioni del chip con Omni-Path sono facilmente identificabili dal connettore che sporge sul processore. Il chip KNL si può inserire all'interno del Socket P, LGA 3647, che ha un'apertura per fare spazio al connettore Omni-Path. Il chip Omni Path è connesso al die mediante due porte PCI x16 e fornisce fino a 100 Gbps per il traffico di rete. Il processore ha anche 36 linee PCIe ma non ha una connessione QPI per applicazioni multi-socket.

Secondo Intel i chip Knights Landing eliminano i colli di bottiglia del PCI Express e sono decisamente superiori alle soluzioni concorrenti basate sulle GPU. Intel parla di prestazioni fino a 5 volte maggiori, un rapporto tra prezzo e prestazioni migliore di 9 volte e prestazioni per watt 8 volte più basso. Questi dati però sono poco utili: i test, oltre che fatti dalla stessa Intel, confrontano Knights Landing con le GPU di generazione precedente - Intel dice di aver dovuto usare tali soluzioni per una scarsa disponibilità di sample.

Le soluzioni Knights Landing arriva in quattro versioni, differenti principalmente per numero di core attivo e le frequenze. Secondo Intel la soluzione di fascia più bassa 7210 sarà anche quella che godrà di maggiore successo: offre l'80-85% delle prestazioni del modello di punta 7290 alla metà costo. Intel ha già raccolto 100.000 ordini per questa soluzione e collabora con un nutrito ecosistema di aziende e centri di ricerca al lavoro. La piattaforma KNL può offrire prestazioni superiori ai 3 teraflops in doppia precisione per nodo con singolo socket, mentre può superare 6 teraflops con calcoli a singola precisione.

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