Intel, Uluslararası Süper Bilgi İşlem Konferansı’nda 2027 yılına kadar uzanan, Zettascale düzeyinde performans hedeflerine dayanan yeni bir yol haritası yayınladı. Bugünkü sunumda henüz piyasaya sürülmemiş Ponte Vecchio GPU’ların yerini alacak olan Rialto Bridge GPU’lara bakıyoruz. Yeni nesil 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 kazançları sunacak. Ek olarak, GPU’lar 2023’ün ortalarında örneklenmeye başlayacak.
Intel ayrıca muazzam miktarlarda x86 çekirdekleri, GPU çekirdekleri ve belleğe sahip olacak, değişen sayıda hesaplama birimi barındıran Falcon Shores XPU hakkında daha fazla ayrıntı paylaştı. HPC pazarında işleri toparlamak isteyen teknoloji devi, CPU ve GPU ürün gruplarını tek yongada birleştirmeyi ve 2024’te iki ürün grubunu bir araya getirmeyi planlıyor.
Artık AMD’nin Milan-X işlemcileriyle rekabet edecek olan, HBM destekli Sapphire Rapids sunucu yongalarının test sonuçlarına da sahibiz. Intel, bu işlemcilerin bellek verimliliği sınırlı uygulamalarda Ice Lake Xeon öncüllerine kıyasla üç kata kadar daha iyi performans sunduğunu iddia ediyor.
Intel’in Zettascale hedefini gerçekleştirmek, çoğu devrim niteliğinde olan bir dizi yenilik gerektirecek. Mavi dev, bugün Zettascale hedefleri için yol haritasıyla daha uzun vadeli bir plan çizdi, ayrıca yakın vadeli hedeflerinden de bahsetti. Şimdi duyurulara gelelim.
Intel Rialto Bridge GPU ve XPU Manager
Intel, kurumsal sınıf GPU’larını İtalyan köprüleriyle adlandırmaya devam ediyor: Ponte Vecchio’nun ardından 2023’te piyasaya çıkacak yeni nesil veri merkezi GPU’su Rialto Bridge. Şirket Ponte Vecchio’da maksimum 128 çekirdeğe çıkabilmişti, Rialto Bridge ise önemli bir artışla 160 Xe çekirdeğine kadar destek sunacak.
Ponte Vecchio tasarımı çipin merkezinden geçen iki kümede düzenlenmiş toplam 16 hesaplama biriminden oluşuyor. Her birimde ise 8 çekirdek bulunuyor. Rialto Bridge mimarisinde 20 Xe çekirdekli, daha uzun yapıda 8 hesaplama birimi yer alıyor. Yani önemli bir tasarım değişikliği görüyoruz.
Ayrıca Ponte Vecchio’nun Rambo Cache döşemelerinin kaldırıldığını görüyoruz, ancak çekirdeklerin yanında hala tam olarak detayları 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’ işlemini, hesaplama birimi için TSMC 5nm işlemini ve Xe Link birimi için TSMC 7nm işlemini kullanıyor.
Rialto Bridge ayrıca Ponte Vecchio’ya göre uygulamalarda %30’a varan performans artışı sağlayan, belirtilmemiş bazı mimari geliştirmelerle birlikte gelecek. Intel henüz bu iddiaları desteklemek için herhangi bir test sonucu sağlamadı, ancak IPC tarafında ciddi iyileştirmeler beklenmiyor zira çekirdek sayıları %25 oranında arttı.
Intel, Rialto Bridge’in en yüksek güç tüketimini 800W olarak listeliyor. Ponte Vecchio ise maksimumda 600W’a ulaşıyordu. Ayrıca şirket, veri merkezi GPU’ları için hem yerel hem de uzaktan kullanılabilen açık kaynaklı bir izleme ve yönetim yazılımı olan XPU Manager’ı yakında piyasaya sürecek.
Şu anda yeni nesil sunucu GPU’ları ile ilgili detaylar halen 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 | Intel | NVIDIA | |
| Ürün | Rialto Bridge | Ponte Vecchio | H100 80GB |
| Mimari | Xe-HPC | Xe-HPC | Ampere |
| Transistörler | ? | 100 milyar | 80 milyar |
| Kalıplar (HBM dahil) | 31? | 47 | 6 + 1 yedek |
| Hesaplama Birimleri | 160 | 128 | 132 |
| Matrix Çekirdekleri | 1280? | 1024 | 528 |
| L2 / L3 Önbellek | ? | 2 x 204 MB | 50 MB |
| VRAM Kapasitesi | ? | 128 GB | 80 GB |
| VRAM Türü | HBM3? | 8 x HBM2e | 5 x HBM3 |
| VRAM Genişliği | ? | 8192-bit | 5120-bit |
| VRAM Bant Genişliği | ? | ? | 3.0 TB/s |
| CPU Bağlantısı | Evet | Evet | NVLink 4 ile |
| Üretim Teknolojisi | ? | Intel 7 TSMC N7 TSMC N5 | TSMC N4 |
| Çıkış Tarihi | Mid-2023 (Örnekleme) | 2022 | 2022 |
Intel Falcon Shores XPU
Intel’in Falcon Shores XPU’su, watt başına 5 kat performans, x86 mimarisinde 5 kat işlem yoğunluğu ve mevcut sunucu yongalarına kıyasla 5 kat bellek kapasitesiyle birlikte bant genişliği sağlama hedefiyle Falcon Shores projesini yürütüyor. Çip üreticisinin hem CPU’lara hem de GPU’lara ilişkin yol haritası Falcon Shores ile birleşiyor ve çiplerin gelecekte her iki role de hizmet edeceğini gösteriyor. Bu yaklaşım oldukça riskli, ancak Intel birkaç yıldır bu tür bir paradigma değişimi için teknolojik temeli inşa ediyor ve bazı araçlara, deneyimlere sahip.
Ayrıştırılmış yonga tasarımı, x86 hesaplama ve GPU çekirdeklerinden oluşan ayrı yonga kalıplarını barındıracak. Intel bu kalıpları tam CPU modeli, tam GPU modeli veya her ikisinin bir karışımı gibi farklı bir yapılandırmayla kullanabilir. Sunumda belirtilmedi fakat x86 çekirdekleri tıpkı Alder Lake’te olduğu gibi 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 işlevselliğinin esneklik oranı, Intel’in Falcon Shores SKU’larını belirli veya yeni ortaya çıkan iş yükleri için özel olarak ayarlamasına olanak tanıyor. Bu, yapay zeka ve makine öğrenimi alanındaki hızla değişen senaryolar nedeniyle önemli bir husus. Intel ayrıca müşterilerine tercihe uygun şekilde bir işlemci yapılandırması belirlemeleri için esneklik imkanı tanıyabilir. Öte yandan FPGA veya ASIC gibi diğer çip tasarımlarının Falcon Shores işlemlerine dahil olduğunu görmek şaşırtıcı olmaz.
Hemen aşağıdaki slayt, x86 hesaplama çekirdekleri ve Xe GPU çekirdekleri ile dört döşemeli tasarımın çeşitli kombinasyonlarının yanı sıra muhtemelen bellek ve ağ yongalarını bir araya getiren dört küçük yonga kalıbını gösteriyor.
Doğal olarak, bu tasarım Intel’in IDM 2.0 modelinden yararlanmasına izin verecek. Böylece şirket belirli işlevler için yongalardan bazılarını üretirken, bazı yongalar için üçüncü taraf fabrikalar ve IP sağlayıcılarla sözleşmeler yapılabilir.
Intel, tek bir birleşik birimde birleştireceği yongalar arasında “yüksek” bant genişliği sağlamak için yeni nesil gelişmiş paketleme teknolojilerinden yararlanacak. Geçmişte 3D olarak yığınlanmış Foveros paketleme teknolojisinin kullanıldığını biliyoruz, ancak bu noktada nasıl bir bağlantı teknolojisinin kullanılacağı açıklanmadı. Son olarak, endüstriye yeni bir yaklaşım getiren bu ürünlerin 2024 yılında piyasaya çıkacağı bildirildi.
Intel Sapphire Rapids HBM Testleri
Intel, bellek verimliliği kısıtlı olan iş yüklerinde performansı artırmak için 64 GB’a kadar HBM2e bellek desteği sunan dördüncü nesil Sapphire Rapids Xeon işlemcileri için bazı kıyaslama sonuçları paylaştı. Rakip NVIDIA, yakın zamanda Grace CPU’sunun üstünlüğünü göstermek için bir hava tahmini modeli olan WRP‘yi kullanmıştı.
Mavi takım şimdi Sapphire Rapids ile Ice Lake Xeon 8380 yongasına göre 2 katlık önemli bir performans artışı sağladığını iddia ediyor. Bununla birlikte YASK enerji karşılaştırmasında >3X iyileştirme, OpenFOAM’da 2X iyileştirme ve CloverLeaf Euler çözücüde >3X iyileştirme söz konusu. Intel ayrıca Ansys’in Fluent yazılımında 2 kat hızlanma ve ParSeNet’te 2 katlık performans kazancı vadediyor.
HBM donanımlı Sapphire Rapids’in bu yıl piyasaya çıktığı söyleniyor. Ancak standart Sapphie Rapids modelleri henüz genel piyasaya çıkmadı.
Intel’in Zettascale Yapı Taşları
Çip üreticisinin henüz yeni gündeme gelen Exascale döneminden Zettascale düzeyine çıkış planı büyük zorluklarla dolu. Şirket henüz kendi exascale sınıfı Aurora süper bilgisayarını kullanıma sunabilmiş değil. Şimdilik Exascale sınıfında AMD’nin Frotintier süper bilgisayarı lider 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 işlem düzeyine ulaşmak için gerekli olduğunu düşündüğü bazı gelişmeleri ortaya koydu ve bunların başında Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe) standardı geliyor.
UCIe, açık kaynaklı bir tasarımla yongalar arasındaki kalıptan kalıba ara bağlantıları standartlaştırmayı, böylece maliyetleri düşürmeyi ve doğrulanmış yongalardan oluşan daha geniş bir ekosistemi teşvik etmeyi amaçlıyor. Ek olarak, UCIe standardı USB, PCIe ve NVMe gibi diğer bağlantı standartları kadar yaygın ve evrensel olmayı hedeflerken, chiplet bağlantıları için olağanüstü güç ve performans ölçümleri sağlıyor. Bu ara bağlantı çözümleri, Intel’in ağ, bellek veya etkenler konusunda endüstrinin sunduğu en iyi IP’ye erişmesini sağlamakta.
Gelecekteki bazı süper bilgisayarlar, devasa güç tüketimi ihtiyaçlarını karşılamak için modüler nükleer reaktörlere ihtiyaç duyabilir. Bu nedenle güç tüketiminin her zaman büyük bir endişe olduğunu belirtmekte fayda var. Intel ayrıca 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 önce Bitcoin madenciliği için geliştirilen ASIC’lerde kullanılmıştı. Hedef ise yüksek performanslı yongalarda güç tüketimiyle birlikte termal yükü azaltmak ve soğutmayı basitleştirmek. Intel’in transistörlere arkadan güç dağıtımı sağlayan PowerVia teknolojisi de bir diğer önemli gelişme.
Teknoloji devi, daha küçük bir pakette daha yüksek verim sağlamak için yeni bellek teknolojileri araştırıyor ve bant genişliği artışlarıyla başa çıkmak için pakete optik ara bağlantıların getirilmesi için mesai harcıyor. Optik ağ, hem çipten çipe hem de kalıptan kalıba bağlantılar için kullanılabilir. Intel’in 2027 yılına kadar Zetta ölçekli bilgi işlem gücü sağlama hedefine ulaşması için tüm bu faktörlere ve daha fazlasına ihtiyaç duyulacak.
