Am 10. Januar 2023 fand ein Online-Event statt, das sich vor allem mit der Beschleunigung von Workloads beschäftigte. Dahinter verbarg sich nicht weniger als die Ankündigung der vierten Generation des skalierbaren Intel Xeon Prozessors mit all seinen CPU-Funktionen, die Anwendungen vom ersten Tag an beschleunigen sollen. Eine erste Idee dazu liefert die brandneue Intel Max Serie, von der dieser Blogpost handelt.
Die anlässlich der Supercomputing Conference 2022 vorgestellte Intel Max Serie umfasst im wesentlichen zwei Produkte: Intel Xeon CPU Max und Intel Data Center GPU Max. Beide stellen wie üblich eine komplette Familie an Siliziumkomponenten dar, mit unterschiedlichen Merkmalen für unterschiedliche Anwendungen und Workloads.
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Intel Xeon CPU Max: Highend-Prozessor mit High-Bandwidth Memory
Wenn ein x86-basierter Prozessor wie Intel Xeon CPU Max eine High-Bandwidth Memory (HBM)-Anbindung spendiert bekommt, hat das viele gute Gründe. Einer davon lautet: HPC- und KI-Workloads generieren derart große Datenmengen, dass eine herkömmliche Speicheranbindung in einem neuen Prozessor einem E-Auto mit leistungsfähigem Motor entspricht, in das eine Batterie mit einer zu geringen elektrischen Kapazität eingebaut ist.
Den HBM-Speicher des Intel Xeon Prozessor Max zeichnen im Wesentlichen drei besondere Merkmale aus:
1. Eine Speicherbandbreite von 64 Gigabit pro CPU, und das auf Basis der HBM2e-Technik. Die ermöglicht im Vergleich zum GDDR6-SGRAM-Speicher 8 Speicherkanäle (anstatt 2) sowie eine Gesamtspeicherbandbreite von bis zu 410 GB/sek. pro Node.
2. Der Intel Xeon Prozessor Max besteht aus vier „Kacheln“ (Chiplets), die insgesamt 56 sogenannter Performance-CPU-Kerne beheimaten. Diese vier CPU-Bereiche sind miteinander verbunden, und das auf Basis der Intel EMIB-Technik (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge).
3. Pro Prozessorkern sind maximal 1,14 GByte HBM-Speicher möglich.
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Erste Benchmarks zeigen das Potential der Intel Xeon CPU Max
Sieht man sich die ersten verfügbaren Benchmark-Resultate an, wird schnell klar: Der Intel Xeon Prozessor Max wird zahlreiche Branchen-Anwendungen maßgeblich beflügeln. Dazu gehören Monte Carlo-basierte Simulationen genauso wie die OpenFOAM-Software, mit der sich Strömungsprobleme numerisch lösen lassen.
Intel Data Center GPU Max: Highend-Grafikprozessor der nächsten Generation
Unter ihrem Codenamen Ponte Vecchio sind die technischen Merkmale der neuen Intel Data Center GPU Max schon ein ganze Weile bekannt. Der Grafikprozessor setzt sich aus bis zu 128 Xe-HPC-Kernen zusammen, woraus mehr als 100 Milliarden Transistoren resultieren.
Dieser Highend-Grafikbeschleuniger ist durch folgende Spezifikationen gekennzeichnet:
1. Der L1-Cache der Intel Data Center GPU Max weist eine Größe von 64 MByte auf, der L2-Cache bietet Platz für 408 MByte an Programmdaten.
2. Bis zu 128 Raytracing-Einheiten sollen vor allem Anwendungen in neue Sphären hieven, bei denen die Visualisierung von Daten und deren Animation im Vordergrund stehen.
3. Die Beschleunigerfunktion Intel XMX (Xe Matrix eXtensions) erlauben auf Basis von Systolischen Arrays das komplexe Berechnen von Vektoren und Matrizen. Hierbei werden Datenströme durch die Data Path Units getaktet, und nicht transportiert, wie das mit herkömmlichen Methoden der Fall ist.
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GPU-Benchmark zeigt: Der große L2-Cache macht den Unterschied
Wie im Falle der Intel Xeon CPU Max zeigt auch die Intel Data Center GPU Max erste, eindrucksvolle Testergebnisse. Diese belegen, dass grafikbasierte Anwendungen vor allem von dem großen L2-Cache mit 408 MByte des Grafikbeschleunigers profitieren. So werden Grafiken und Bilder mit einer 4K-Auflösung per Fast Fourier Transformation doppelt so schnell bearbeitet wie mit einer herkömmlichen L2-Cache-Größe von 32 MByte.
Anwendungen der Intel Xeon CPU Max und Intel Data Center GPU Max
Supercomputer wie Aurora am Argonne National Laboratory und andere Highend-Rechneranlagen werden vom Leistungspotential der Intel Max Serie profitieren. Dazu zählen unter anderem Anwendungen, mit denen sich beispielsweise die Veränderungen des Klimas deutlich schneller, präziser und zuverlässiger vorhersagen und berechnen lassen.
Disclaimer: Für das Verfassen und Veröffentlichen dieses Blogbeitrags hat mich die Firma Intel beauftragt. Bei der Ausgestaltung der Inhalte hatte ich nahezu freie Hand.