Intel’in Zettascale Hedefleri: Rialto Bridge ve Falcon Shores XPU

Intel, Milletlerarası Üstün Bilgi Süreç Konferansı’nda 2027 yılına kadar uzanan, Zettascale seviyesinde performans maksatlarına dayanan yeni bir yol haritası yayınladı. Bugünkü sunumda şimdi piyasaya sürülmemiş Ponte Vecchio GPU’ların yerini alacak olan Rialto Bridge GPU’lara bakıyoruz. Yeni kuşak grafik hızlandırıcılar, daha yeni bir fabrikasyon teknolojisiyle üretilirken 160 çekirdeğe kadar çıkacak. Yenilenen bir mimariye sahip olacak, 800W’a kadar güçte çalışacak ve çeşitli uygulamalarda %30’a varan performans yararları sunacak. Ek olarak, GPU’lar 2023’ün ortalarında örneklenmeye başlayacak.

Intel ayrıyeten muazzam ölçülerde x86 çekirdekleri, GPU çekirdekleri ve belleğe sahip olacak, değişen sayıda hesaplama ünitesi barındıran Falcon Shores XPU hakkında daha fazla detay paylaştı. HPC pazarında işleri toparlamak isteyen teknoloji devi, CPU ve GPU eser kümelerini tek yongada birleştirmeyi ve 2024’te iki eser kümesini bir ortaya getirmeyi planlıyor.

Artık AMD’nin Milan-X işlemcileriyle rekabet edecek olan, HBM dayanaklı Sapphire Rapids sunucu yongalarının test sonuçlarına da sahibiz. Intel, bu işlemcilerin bellek verimliliği hudutlu uygulamalarda Ice Lake Xeon öncüllerine kıyasla üç kata kadar daha uygun performans sunduğunu tez ediyor.

Intel’in Zettascale amacını gerçekleştirmek, birçok ihtilal niteliğinde olan bir dizi yenilik gerektirecek. Mavi dev, bugün Zettascale amaçları için yol haritasıyla daha uzun vadeli bir plan çizdi, ayrıyeten yakın vadeli amaçlarından de bahsetti. Artık duyurulara gelelim.

Intel, kurumsal sınıf GPU’larını İtalyan köprüleriyle isimlendirmeye devam ediyor: Ponte Vecchio’nun akabinde 2023’te piyasaya çıkacak yeni kuşak bilgi merkezi GPU’su Rialto Bridge. Şirket Ponte Vecchio’da azamî 128 çekirdeğe çıkabilmişti, Rialto Bridge ise değerli bir artışla 160 Xe çekirdeğine kadar dayanak sunacak.

Ponte Vecchio tasarımı çipin merkezinden geçen iki kümede düzenlenmiş toplam 16 hesaplama ünitesinden oluşuyor. Her ünitede ise 8 çekirdek bulunuyor. Rialto Bridge mimarisinde 20 Xe çekirdekli, daha uzun yapıda 8 hesaplama ünitesi yer alıyor. Yani değerli bir tasarım değişikliği görüyoruz.

Ayrıca Ponte Vecchio’nun Rambo Cache döşemelerinin kaldırıldığını görüyoruz, lakin çekirdeklerin yanında hala tam olarak ayrıntıları netleşmemiş 8 HBM kalıbı konumlandırılıyor. Rialto Bridge daha yeni, belirtilmemiş bir bir üretim teknolojisi üzerine inşa edilecek. Şu anda Intel, Ponte Vecchio’nun temel tasarımı ve önbelleği için ‘Intel 7’ sürecini, hesaplama ünitesi için TSMC 5nm sürecini ve Xe Link ünitesi için TSMC 7nm sürecini kullanıyor.

1 - 3

Rialto Bridge ayrıyeten Ponte Vecchio’ya nazaran uygulamalarda %30’a varan performans artışı sağlayan, belirtilmemiş birtakım mimari geliştirmelerle birlikte gelecek. Intel şimdi bu savları desteklemek için rastgele bir test sonucu sağlamadı, lakin IPC tarafında önemli iyileştirmeler beklenmiyor çünkü çekirdek sayıları %25 oranında arttı.

Intel, Rialto Bridge’in en yüksek güç tüketimini 800W olarak listeliyor. Ponte Vecchio ise azamide 600W’a ulaşıyordu. Ayrıyeten şirket, bilgi merkezi GPU’ları için hem mahallî hem de uzaktan kullanılabilen açık kaynaklı bir izleme ve idare yazılımı olan XPU Manager’ı yakında piyasaya sürecek.

Şu anda yeni jenerasyon sunucu GPU’ları ile ilgili ayrıntılar hala kısıtlı. Öte yandan sunumlarda Rialto Bridge hesaplama kalıpları için dökümhane ortaklarıyla sürecin devam edeceğini belirten bir IDM 2.0 listesi yer alıyor. Yani TSMC ile işbirliği sürebilir. Intel, Rialto Bridge’in 2023’te geleceğini söylüyor.

Hesaplama GPU Hızlandırıcı Karşılaştırması
Intel’in Falcon Shores XPU’su, watt başına 5 kat performans, x86 mimarisinde 5 kat süreç yoğunluğu ve mevcut sunucu yongalarına kıyasla 5 kat bellek kapasitesiyle birlikte bant genişliği sağlama maksadıyla Falcon Shores projesini yürütüyor. Çip üreticisinin hem CPU’lara hem de GPU’lara ait yol haritası Falcon Shores ile birleşiyor ve çiplerin gelecekte her iki role de hizmet edeceğini gösteriyor. Bu yaklaşım hayli riskli, lakin Intel birkaç yıldır bu cins bir paradigma değişimi için teknolojik temeli inşa ediyor ve kimi araçlara, tecrübelere sahip.

Ayrıştırılmış yonga tasarımı, x86 hesaplama ve GPU çekirdeklerinden oluşan başka yonga kalıplarını barındıracak. Intel bu kalıpları tam CPU modeli, tam GPU modeli yahut her ikisinin bir karışımı üzere farklı bir yapılandırmayla kullanabilir. Sunumda belirtilmedi ama x86 çekirdekleri tıpkı Alder Lake’te olduğu üzere performans ve verimlilik çekirdeklerinin bir karışımı olarak gelebilir.



Falcon Shores, çeşitli HBM bellek ve ağ donanımları için daha küçük yonga kalıplarıyla birlikte tasarlanacak. CPU, GPU, bellek ve ağ fonksiyonelliğinin esneklik oranı, Intel’in Falcon Shores SKU’larını makul yahut yeni ortaya çıkan iş yükleri için özel olarak ayarlamasına imkan tanıyor. Bu, yapay zeka ve makine tahsili alanındaki süratle değişen senaryolar nedeniyle değerli bir konu. Intel ayrıyeten müşterilerine tercihe uygun halde bir işlemci yapılandırması belirlemeleri için esneklik imkanı tanıyabilir. Öte yandan FPGA yahut ASIC üzere öbür çip dizaynlarının Falcon Shores süreçlerine dahil olduğunu görmek şaşırtan olmaz.

Hemen aşağıdaki slayt, x86 hesaplama çekirdekleri ve Xe GPU çekirdekleri ile dört döşemeli dizaynın çeşitli kombinasyonlarının yanı sıra muhtemelen bellek ve ağ yongalarını bir ortaya getiren dört küçük yonga kalıbını gösteriyor.



Doğal olarak, bu tasarım Intel’in IDM 2.0 modelinden yararlanmasına müsaade verecek. Böylelikle şirket muhakkak fonksiyonlar için yongalardan kimilerini üretirken, birtakım yongalar için üçüncü taraf fabrikalar ve IP sağlayıcılarla mukaveleler yapılabilir.

Intel, tek bir birleşik ünitede birleştireceği yongalar ortasında “yüksek” bant genişliği sağlamak için yeni kuşak gelişmiş paketleme teknolojilerinden yararlanacak. Geçmişte 3D olarak yığınlanmış Foveros paketleme teknolojisinin kullanıldığını biliyoruz, fakat bu noktada nasıl bir ilişki teknolojisinin kullanılacağı açıklanmadı. Son olarak, sanayiye yeni bir yaklaşım getiren bu eserlerin 2024 yılında piyasaya çıkacağı bildirildi.

Intel, bellek verimliliği kısıtlı olan iş yüklerinde performansı artırmak için 64 GB’a kadar HBM2e bellek takviyesi sunan dördüncü jenerasyon Sapphire Rapids Xeon işlemcileri için birtakım kıyaslama sonuçları paylaştı. Rakip NVIDIA, yakın vakitte Grace CPU’sunun üstünlüğünü göstermek için bir hava iddiası modeli olan WRP‘yi kullanmıştı.

1 - 3







Mavi grup artık Sapphire Rapids ile Ice Lake Xeon 8380 yongasına nazaran 2 katlık kıymetli bir performans artışı sağladığını tez ediyor. Bununla birlikte YASK güç karşılaştırmasında >3X güzelleştirme, OpenFOAM’da 2X düzgünleştirme ve CloverLeaf Euler çözücüde >3X uygunlaştırma kelam konusu. Intel ayrıyeten Ansys’in Fluent yazılımında 2 kat hızlanma ve ParSeNet’te 2 katlık performans yararı vadediyor.

HBM donanımlı Sapphire Rapids’in bu yıl piyasaya çıktığı söyleniyor. Lakin standart Sapphie Rapids modelleri şimdi genel piyasaya çıkmadı.

Çip üreticisinin şimdi yeni gündeme gelen Exascale devrinden Zettascale seviyesine çıkış planı büyük zorluklarla dolu. Şirket şimdi kendi exascale sınıfı Aurora muhteşem bilgisayarını kullanıma sunabilmiş değil. Şimdilik Exascale sınıfında AMD’nin Frotintier harika bilgisayarı başkan olarak oturuyor.

Zettascale’e geçiş, performansta 1000 kat artış, yeni süreç teknolojileri, mimariler, bellekler ve paketleme teknolojisinin yanı sıra hepsini birbirine bağlayan ağ teknolojikerini getirecek. Intel, bir sonraki bilgi süreç seviyesine ulaşmak için gerekli olduğunu düşündüğü kimi gelişmeleri ortaya koydu ve bunların başında Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe) standardı geliyor.

UCIe, açık kaynaklı bir dizaynla yongalar ortasındaki kalıptan kalıba orta temasları standartlaştırmayı, böylelikle maliyetleri düşürmeyi ve doğrulanmış yongalardan oluşan daha geniş bir ekosistemi teşvik etmeyi amaçlıyor. Ek olarak, UCIe standardı USB, PCIe ve NVMe üzere öteki temas standartları kadar yaygın ve kozmik olmayı hedeflerken, chiplet kontakları için harikulâde güç ve performans ölçümleri sağlıyor. Bu orta temas tahlilleri, Intel’in ağ, bellek yahut etkenler konusunda sanayinin sunduğu en güzel IP’ye erişmesini sağlamakta.



Gelecekteki kimi muhteşem bilgisayarlar, devasa güç tüketimi muhtaçlıklarını karşılamak için modüler nükleer reaktörlere muhtaçlık duyabilir. Bu nedenle güç tüketiminin her vakit büyük bir tasa olduğunu belirtmekte yarar var. Intel ayrıyeten güç tüketimini büyük ölçüde azaltmak ve %50 saat yükü voltajında ​​azalma sağlamak için Ultra Düşük Voltaj (Ultra-Low Voltage) teknolojisini genişletmeyi planlıyor. Bu teknoloji, daha evvel Bitcoin madenciliği için geliştirilen ASIC’lerde kullanılmıştı. Amaç ise yüksek performanslı yongalarda güç tüketimiyle birlikte termal yükü azaltmak ve soğutmayı kolaylaştırmak. Intel’in transistörlere geriden güç dağıtımı sağlayan PowerVia teknolojisi de bir öteki kıymetli gelişme.

Teknoloji devi, daha küçük bir pakette daha yüksek randıman sağlamak için yeni bellek teknolojileri araştırıyor ve bant genişliği artışlarıyla başa çıkmak için pakete optik orta irtibatların getirilmesi için mesai harcıyor. Optik ağ, hem çipten çipe hem de kalıptan kalıba temaslar için kullanılabilir. Intel’in 2027 yılına kadar Zetta ölçekli bilgi süreç gücü sağlama maksadına ulaşması için tüm bu faktörlere ve daha fazlasına muhtaçlık duyulacak.