Larrabee
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Larrabee è il nome in codice di un futuro processore Intel specificamente sviluppato, almeno inizialmente, per il settore del calcolo parallelo realizzato attraverso l'impiego di un core grafico, ovvero una sorta di GPU, e dovrebbe arrivare sui mercati tra settembre e ottobre 2009.
Inizialmente dovrebbero venire presentate solo versioni per il settore server, e dopo 6 mesi sono previste le prime versioni per gli altri settori del mercato, desktop e mobile. In quest'ultimo settore il supporto a Larrabee dovrebbe essere fornito dal chipset che accompagnerà la settima generazione della piattaforma Centrino, di cui per il momento non si conosce però né il nome in codice, né il nome commerciale; in ogni caso si si tratterà della piattaforma che succederà a quella conosciuta come Calpella (a sua volta evoluzione della imminente Centrino 2 Montevina) e prevista per il 2010.
Nel tempo, successive rivelazioni hanno anche lasciato trasparire l'intenzione di Intel di utilizzare tale progetto anche per vere e proprie schede video.
Indice |
[modifica] Caratteristiche tecniche
Sostanzialmente, Larrabee sarà basato su un'architettura IA parallela programmabile mediante l'impiego di moltissimi strumenti software già esistenti (dovrebbero essere i compilatori ad ottimizzare il codice scritto in funzione dei moltissimi core a disposizione) e progettata per poter raggiungere una scalabilità di trilioni di operazioni in virgola mobile al secondo, i cosiddetti TFlops. La dicitura "IA" è utilizzata da Intel per indicare architetture che fanno uso del set di istruzioni x86.
I primi prototipi dovrebbero venir sviluppati da Intel entro la fine del 2008, e verranno messi a disposizione degli sviluppatori di software, in modo che questi possano iniziare ad approfondire la nuova architettura e ottimizzare i propri prodotti per le nuove soluzioni. Le due prime versioni commerciali di GPU Larrabee sono invece attese per il 2009, e dovrebbero essere prodotte a 45 nm e integrare rispettivamente 32 e 24 core (ma a metà 2008 nuove informazioni parlano di versioni da 4 a 24 core, a seconda del target di mercato); una versione dotata di 48 core dovrebbe venir presentata nel corso del 2010 e potrebbe forse avvantaggiarsi del futuro processo produttivo a 32 nm.
I core saranno quindi di tipo x86 (ad esempio 24 o 32, come detto sopra) basati su un'architettura relativamente semplice e verranno affiancati da una circuiteria di I/O e una grande cache condivisa, il tutto montato su un singolo package; proprio in ragione della semplicità della loro architettura, i core dovrebbero supportare l'esecuzione In-Order, e non la ormai tradizionale Out-of-order che consente di eseguire le singole istruzioni senza rispettare necessariamente l'ordine imposto dal programmatore, mentre il clock dovrebbe essere di 1,7 GHz - 2,5 GHz (probabilmente a seconda delle versioni). Il BUS di comunicazione interno dovrebbe arrivare ad una banda passante di ben 1 TB/s, mentre la memoria abbinata dovrebbe essere quella di tipo GDDR5 con ampiezza di BUS a 1024 bit.
Non è ancora chiaro se le soluzioni Larrabee discendano dal gruppo di progetti Terascale, assieme quindi al processore a 80 core dimostrato per la prima volta ad aprile 2007 (che è però solo un prototipo di studio e non un futuro prodotto commerciale), ma la cosa non è del tutto escludibile a priori dato appunto l'elevato numero di core.
[modifica] La rinascita delle istruzioni MMX?
Le istruzioni MMX furono introdotte da Intel nella metà degli anni '90 con il processore Pentium MMX e da allora sono state implementate in tutte le successive CPU del produttore americano, sebbene siano state poi tecnicamente superate da set di istruzioni più evoluti come la famiglia SSE (con le sue evoluzioni). Le istruzioni MMX però, rispetto alle tecnologie successive, conservano una caratteristica molto importante, ovvero la semplicità di implementazione. Dato che i singoli core di Larrabee saranno caratterizzati da una struttura relativamente semplice, con pipeline corte, non appare una scelta così anacronistica da parte di Intel di inserirvi una versione rivista e ottimizzata delle ormai storiche estensioni, che dovrebbero contribuire ad aumentare la potenza di elaborazione in particolari ambiti di grafica multimediale e calcoli in virgola mobile.
[modifica] Futuri campi di applicazione
Essendo un prodotto ancora lontano e soprattutto molto innovativo nella propria concezione intrinseca, appare molto difficile prevedere con certezza quali potranno essere i futuri campi di impiego di Larrabee. Per il momento sembra che il settore più indicato, possa essere quello del calcolo scientifico in generale, e quindi poi anche di tutti i settori da esso derivati, come per esempio l'analisi finanziaria e la simulazione fisica dei processi reali, insomma quei campi in cui viene richiesta un'elaborazione di tipo parallelo. Questo tipo di elaborazioni viene indicato come GPGPU, General Purpose GPU, che prevedono l'utilizzo delle GPU per l'esecuzione di calcoli paralleli particolarmente complessi, che sfruttano proprio le peculiarità architetturali delle GPU che in queste elaborazioni risultano essere molto più efficienti delle tradizionali CPU. A confermare tale scenario d'uso per Larrabee vi è stata, a novembre 2007, l'acquisizione da parte di Intel della società Neoptica che è da sempre impegnata nello sviluppo di applicazioni capaci di sfruttare non solo la CPU, ma anche la potenza messa a disposizione da un chip grafico.
[modifica] Videogiochi con Larrabee? Prima no, poi... probabilmente!
Inizialmente non era previsto che l'architettura da GPU di Larrabee potesse servire ad Intel a entrare nel mercato delle schede grafiche discrete, come ipotizzato negli ultimi anni da diversi opinionisti anche in seguito all'acquisizione di ATI Technologies da parte della rivale storica di Intel, AMD. D'altra parte, sebbene sia stata Intel stessa a paragonare Larrabee ad una sorta di GPU, la struttura a 32 core elementari omogenei risulta comunque molto differente da quella delle comuni schede video di ATI e NVidia, nelle cui GPU non è semplice distinguere diversi "core", ma anzi si parla di un unico core con numerose pipeline di rendering distinte per i vertex shader e pixel shader (fino alle architetture di settima generazione) e poi addirittura unificate con le architetture di ottava generazione.
In Larrabee quindi, è prevista la totale assenza di qualsiasi circuiteria specifica per la gestione della grafica raster, come avviene invece attualmente per le soluzioni GPU di NVidia e ATI. Per poter comunque compiere elaborazioni anche in questo ambito, Larrabee provvederà a convertire gli elementi in grafica raster in istruzioni vettoriali. Dovendo operare prima una conversione, è chiaro come questo approccio non possa essere paragonato, per efficienza, a quello utilizzato dalle GPU "ordinarie" ma apporta un vantaggio nel momento in cui la CPU deve elaborare grafica di tipo Ray tracing (si tratta di una tecnica in cui l'interazione della luce sulle superfici viene calcolata simulando la traiettoria dei raggi di luce dalla sorgente agli oggetti della scena). La contrapposizione tra "rasterizzazione" e tecniche di "Ray tracing" è un tema che è sempre stato molto dibattuto ed è ormai opinione condivisa che entrambe rappresentino soluzioni differenti, con punti di forza e di debolezza, per le esigenze della rappresentazione 3D.
Proprio in riferimento alla differenza di architettura e al diverso approccio all'elaborazione grafica, Intel ha affermato che è inutile paragonare Larrabee alle altre soluzioni grafiche: il progetto infatti dovrebbe essere concettualmente molto diverso rispetto alle attuali GPU adattate ai calcoli general purpose da NVidia e ATI.
A settembre 2007 però, nuove rivelazioni di Intel lasciano intravedere la possibilità che Larrabee possa in futuro essere utilizzato anche come scheda aggiuntiva PCI Express (quasi certamente PCI Express 2.0), molto simile ad una scheda grafica discreta, forse dedicata alla gestione della fisica nei videogiochi (si tratta di un'applicazione delle schede grafiche già annunciata anche da ATI e NVidia), dato che nello stesso mese Intel ha acquisito Havok, azienda sviluppatrice di motori "fisici" utilizzati nei videogiochi di ultima generazione. L'utilizzo come scheda grafica sembra abbastanza logica, anche in considerazione del fatto che essendo core di tipo x86, come accennato sopra, dovrebbe essere relativamente semplice per gli sviluppatori di videogiochi essere in grado di estendere il supporto dei propri prodotti all'architettura Larrabee che per competere efficacemente con le soluzioni concorrenti di quella data dovrà offrire supporto alle DirectX 11.
A maggio 2008 si è appreso che Intel sta progettando anche una tecnologia multi-GPU da abbinare a Larrabee analoga, almeno nelle finalità, a quella già utilizzate da tempo dagli altri produttori di schede video, vale a dire lo SLI di NVidia e il CrossFire di ATI. La soluzione Intel dovrebbe consentire l'utilizzo di 4 schede video contemporaneamente in parallelo.
[modifica] Le prestazioni di un processore Larrabee a confronto con gli altri progetti Intel
Il potenziale delle GPU per l'esecuzione di calcoli in virgola mobile risulta immediatamente evidente nel momento in cui si mettono a confronto le loro prestazioni con quelle delle normali CPU.
Secondo ATI, la sua scheda video Radeon X1950 XTX è in grado di raggiungere i 375 GFlops e, se usata in coppia attraverso la tecnologia Crossfire, arriva a ben 750 GFlops. La scheda di Nvidia, GeForce 7950 GX2, che è direttamente una scheda a doppia GPU, raggiunge i 384 GFlops, mentre il processore fisico di Ageia fornisce una potenza di 96 GFlops.
Una tradizionale CPU Intel invece, ha una potenza elaborativa nettamente inferiore: un Pentium 4 a 3 GHz, raggiunge i 6 GFlops, lo Xeon DP 51xx, basato sul core Woodcrest, è attestato a 24 GFlops, mentre un sistema Itanium 2 con 4 processori dual core Montecito arriva a 45 GFlops.
Una coppia di schede video ATI quindi, offrirebbe la stessa potenza di ben 31 Xeon Woodcrest.
Tenendo presente che i dati forniti relativi alle GPU si riferiscono ad architetture di settima generazione, mentre ormai sono già disponibili quelle di ottava che offrono una potenza quasi doppia, è evidente come il potenziale futuro di questi progetti sia molto attraente per poter aumentare velocemente le prestazioni sui calcoli in virgola mobile, ed ecco perché Intel punta su un'architettura di questo tipo per raggiungere il TFlop. A metà 2007 poi, NVidia ha dichiarato che la sua GPU di nona generazione, conosciuta come G92, supererà il TFlop di potenza elaborativa.
[modifica] Vantaggi dell'architettura di Larrabee rispetto alle tradizionali GPU
Secondo Intel il fatto che i core di Larrabee siano basati sulla tradizionale architettura x86 offrirà ai programmatori un enorme vantaggio nella scrittura delle proprie applicazioni. A differenza dei progetti GPGPU di NVidia e ATI, rispettivamente Tesla e Firestream, il programmatore non sarà costretto ad apprendere i linguaggi CUDA e CTM per far dialogare le proprie applicazioni con le architetture video, ma potrà riutilizzare il tradizionale codice x86 sviluppato per i comuni processori. Secondo questa idea, teoricamente esistono già centinaia di migliaia di sviluppatori che potrebbero scrivere codice per Larrabee, sebbene sia fondamentale per il futuro educare la nuova generazione di sviluppatori a sfruttare adeguatamente il potenziale di tale architettura.
[modifica] Altri processori grafici sviluppati da Intel
Larrabee costituisce certamente un progetto altamente innovativo, ma non è il primo prodotto sviluppato da Intel per la gestione della grafica.
Alla fine degli anni '90, una sussidiaria di Intel, Real3D creò 2 acceleratori grafici disponibili su slot AGP e PCI, conosciuti con il nome di i740 (Intel 740). In realtà si tratta di un prodotto che ha avuto un successo abbastanza modesto e infatti successivamente Intel si è limitata a sviluppare sottocomparti grafici da integrare nei propri chipset sotto il nome di "Graphics Media Accelerator" (GMA). Si tratta di soluzioni che grazie ai loro ridotti consumi sono ideali per l'integrazione in sistemi da ufficio e Notebook ma che non sono in grado di offrire un supporto adeguato per l'esecuzione di applicazioni esigenti come i videogiochi; proprio un ambito in cui Larrabee potrebbe segnare un ritorno da parte di Intel.
[modifica] Voci correlate
Portale Informatica: accedi alle voci di Wikipedia che parlano di Informatica
