XEON PHI :

le HPC pu­re­ment x86

L'Informaticien - - IT & ENTREPRISE­S HPC / XEON PHI - Fré­dé­ric Milliot

Re­si­tuons le pro­blème. L’in­dus­trie est gros­so mo­do à un tour­nant : d’un cô­té, la de­mande des uti­li­sa­teurs pro­fes­sion­nels en puis­sance croît ex­po­nen­tiel­le­ment. La nu­mé­ri­sa­tion glo­bale des pro­ces­sus de re­cherche, d’ingénierie et de concep­tion passe dé­sor­mais par les si­mu­la­tions, très gour­mandes en opé­ra­tions à vir­gule flot­tante. De l’autre, les fon­deurs ont at­teint les li­mites des fré­quences pro­ces­seurs, de la taille de gra­vure et de l’op­ti­mi­sa­tion de la consom­ma­tion éner­gé­tique. Pour ré­soudre cette dif­fi­cile équa­tion, il fal­lait donc en­vi­sa­ger une autre voie, en l’oc­cur­rence celle de l’ac­cé­lé­ra­tion par co­pro­ces­seur.

C’est la ré­ponse du ber­ger à la ber­gère. Dans un contexte de crois­sance forte pour le High-Per­for­mance Com­pu­ting (HPC), In­tel ne pou­vait pas lais­ser à nVidia et AMD le mo­no­pole de l’ac­cé­lé­ra­tion du cal­cul et de la pa­ral­lé­li­sa­tion massive.

nVidia et AMD avaient de longue date an­ti­ci­pé le phé­no­mène et, lo­gi­que­ment, leurs ac­cé­lé­ra­teurs Tes­la et Fi­reP­ro dis­posent au­jourd’hui d’une base ins­tal­lée qui va­lide cette ap­proche. C’est fort de ce constat qu’In­tel pro­pose dé­sor­mais sa propre technologi­e de pa­ral­lé­li­sa­tion. Pro­lon­ge­ment na­tu­rel de Xeon, Xeon Phi est donc un pur ac­cé­lé­ra­teur x86, alors que ses concur­rents sont des ac­cé­lé­ra­teurs GPU. L’ar­gu­ment prin­ci­pal, c’est qu’il né­ces­site moins d’adap­ta­tion des codes source pour ap­por­ter un vrai gain en per­for­mances. C’est vrai pour les ap­pli­ca­tions mé­tier, ça l’est tout au­tant pour les grands ou­tils de dé­ve­lop­pe­ment (MatLab, MOAB…) et les lo­gi­ciels de concep­tion tels qu’Adobe Pre­mière, Ca­tia, 3dsMax, etc.

Mul­ti­plier votre pro­duc­ti­vi­té par 10…

« Phi », comme on l’ap­pelle dans la com­mu­nau­té HPC, se pré­sente sous la forme d’une carte double épais­seur en­fi­chable dans un slot PCIe x16. À l’in­té­rieur du boî­tier re­froi­di ac­ti­ve­ment ou pas­si­ve­ment, au choix, on trouve 60 coeurs ca­den­cés à 1,053 GHz en to­po­lo­gie an­neau et 8 Go de GDDR5 par­ta­gée of­frant 320 Go/s de bande pas­sante in­terne. L’en­semble dé­livre une per­for­mance de 1 Té­raF­lops en double précision et affiche un TDP de 225 W. De quoi trans­for­mer tout PC un peu sé­rieux en vé­ri­table sta­tion de tra­vail. C’est là que ré­side tout l’in­té­rêt des ac­cé­lé­ra­teurs x86 ou GPU : pour un in­ves­tis­se­ment rai­son­nable - aux alen­tours de 2 000 € – la pro­duc­ti­vi­té en R & D se trouve consi­dé­ra­ble­ment boos­tée, avec des gains de temps de cal­cul grim­pant jus­qu’à un fac­teur dix. La où un in­gé­nieur réa­lise une si­mu­la­tion sur trois jours, il peu main­te­nant en exé­cu­ter plu­sieurs quo­ti­dien­ne­ment. De plus, sa­chant que les cal­culs sont dé­por­tés sur le co­pro­ces­seur – tra­vaillant en pa­ral­lèle de fa­çon au­to­nome –, le CPU reste re­la­ti­ve­ment libre. Ré­sul­tat : la ma­chine qui cal­cule n’est pas blo­quée, elle reste dis­po­nible pour d’autres tâches. La pre­mière ité­ra­tion de Xeon Phi – bap­ti­sée 5110P – de­vrait être sui­vie d’un mo­dèle moins oné­reux an­non­cé avant juin 2013. On sait dé­jà qu’il of­fri­ra le même ni­veau de puis­sance d’en­vi­ron 1 Té­raF­lops avec moins de RAM in­terne, une bande pas­sante mé­moire de 240 Go/s et un TDP de 300 W. Le seul point qui n’ait pas dé­voi­lé, c’est le nombre de coeurs in­ternes. Mais l’in­ten­tion est claire : avec cette ten­ta­tive de dé­mo­cra­ti­sa­tion, pas ques­tion pour In­tel de lais­ser le mar­ché du HPC pa­ral­lèle aux fon­deurs GPU. In­tel en chal­len­ger, voi­là qui nous change…<

Le pre­mier Xeon Phi est dis­po­nible avec ou sans ven­ti­la­tion. Son ar­chi­tec­ture « Ma­ny-cores » x86 en fait le com­plé­ment na­tu­rel des CPU Xeon mul­ti-coeurs.

Les 60 coeurs de Xeon Phi dis­posent cha­cun de 32 Ko de cache L1 et 512 Ko de cache L2 pour la pa­ral­lé­li­sa­tion des threads. Gé­rés par un Li­nux in­terne, ils sont adres­sables par IP.

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