至強融核

至強融核在HPC領域應用的普及。英特爾至強融核協處理器提供了類似於英特爾至強處理器程式設計環境的通用程式設計環境。多個英特爾至強融核協處理器可安裝在單個主機系統中，這些協處理器可透過 PCIe 對等互連相互通訊，不受主機的任何干擾。歷史.前身.前身為2006年英特爾宣佈的研發產品Larrabee的眾核架構，這是基於P5微架構核心，每核4路超執行緒，512位SIMD，內部環形資料匯流排，擴充套件的快取記憶體一致性的眾核系統。Larrabee用於GPU產品的開發於2010年5月終止。2009年開始的英特爾的多核微處理器原型，這是用於雲計算資料中心在單晶片上部署多核，硬體支援對每核的頻率與電壓控制以最大化能耗效用，還有mesh網路用於片間通訊。該設計缺乏快取記憶體一致性核心，主要用於使設計適用於很多核的情形。2007年披露的研究專案是片上80核，每核2套浮點單元，非x86實現而是96位超長指令字架構。該專案研究了核間通訊方法、片上能耗管理，獲得了1.01 TFLOPS在3.16 GHz功率62 W。至強融核的原型Knights Ferry.英特爾 整合眾核原型板，命名為Knights Ferry於2010年5月31日釋出。該產品源於Larrabee專案與英特爾其他研究包括 "Single-chip Cloud Computer"。該產品在一塊PCIe板上佈設了有序的32顆1.2 GHz處理器核心，每核4執行緒，2 GB GDDR5板上記憶體，，8 MB coherent L2快取記憶體連線各核與主記憶體。單板效能超過750 GFLOPS。原型板僅支援單精度浮點數指令。最初使用者包括歐洲核子研究組織，與。硬體廠商包括IBM, SGI, HP, Dell等。第一代產品.第一批至強融核的研發代號為Knights Corner，2011年公佈，使用22納米制程與3維三柵極結構電晶體。繼承了Larrabee的每核4路SMT執行緒，512位SIMD單元，32KB L1 指令cache，32KB L1資料cache，一致的L2cache。VPU每週期可執行16路單精度或8路雙精度浮點運算。VPU還支援融合乘-加 (FMA) 指令，還可提供整數支援。VPU 還包括擴充套件數學單元 (EMU)，它可執行超越運算，如倒數、平方根和對數，從而支援高頻寬向量式執行這些運算。EMU 透過計算這些函式的多項式近似值進行運算。L2快取記憶體的一致性問題：當某個核心訪問它的L2快取記憶體發現缺失時，地址請求會透過地址環形匯流排傳送至各核心的標籤目錄與環形匯流排項連。如果請求的資料塊位於另一個核心的L2快取記憶體中，那麼轉發請求會透過地址環形匯流排傳送至該核心的L2快取記憶體，隨後在資料環形總線上傳輸該資料塊給發出請求的核心的L2快取記憶體。如果請求的資料並未存在於任何核心的L2快取記憶體中，那麼最初的核心將請求的記憶體地址傳送給協處理器的各個記憶體控制器。電源管理：一個核心的4條超執行緒全部停止，該核心立即進入C1節電狀態；在任何時間，都可關閉或開啟任意數量核心的電源。當所有核心未檢測到活動，標籤目錄、互連、二級快取記憶體和記憶體控制器都轉入節電狀態C6。主機驅動程式可讓該協處理器處於更深度的睡眠狀態或空閒狀態，其中所有非核心的電源開啟，GDDR 處於自我重新整理模式，PCIe 邏輯處於喚醒的等待狀態，GDDR-IO部件的功耗極低。程式設計工具包括OpenMP，OpenCL。Cilk/Cilk Plus與英特爾的專門版的Fortran, C++編譯器與數學庫。Knights Corner指令集的文件可從英特爾網站獲得。不計客戶定製化產品，至強融核第一代共有3100/5100/7100等型號，分別有57/60/61個核心及6GB/8GB/16GB的片上GDDR5記億體，1 TFlops/1.01 TFlops/1.2TFlops雙精度浮點計算，240/320/352 GB/sec的記憶體頻寬，300W/225W/300W的TDP功耗。每款型號按散熱器的不同，包括主動式、被動式和沒有散熱器，主動式需要配合水冷使用。研究者的評測表明，至強融核發揮其計算效力需要簡單的資料結構與高度並行；如果編譯器驅動的並行或向量化失敗，則難以在至強融核上程式設計。2011年6月，SGI宣佈利用英特爾的眾核架構開發高效能計算產品。2011年9月，宣佈用Knights Corner加速卡建成了10 petaFLOPS "Stampede"超級計算機，提供8 petaFLOPS計算能力。該超級計算機還將使用下一代的Knights Landing眾核加速卡把峰值計算速度提升為至少15 PetaFLOPS"。2012年6月18日在漢堡召開的上，英特爾宣佈把眾核架構的系列處理器家族的商品名為英特爾志強融核。The Xeon Phi uses the 22 nm process size.The Xeon Phi 3100 will be priced at under US$2,000 while the Xeon Phi 5110P will have a price of US$2,649 and Xeon Phi 7120 at US$4129.On June 17, 2013, the Tianhe-2 supercomputer was announcedby TOP500 as the world's fastest. It uses Intel Ivy Bridge Xeon and Xeon Phi processors to achieve 33.86 petaFLOPS.2012年11月12日，英特爾正式宣佈至強融核產品在2013年上半年開始上市銷售，5100P售價2149$，3100售價2000$。具有類似CPU的程式設計能力，可使用與其他英特爾至強E5處理器的程式語言、開發工具、技術與並行模型。在綠色500強列表中使用該產品的一個系統成為最有功率效能的計算機。2012年6月5日，英特爾釋出了關於Knights Corner的開源軟體與文件。2012年6月，Cray公司宣佈在Cascade系統上使用22 nm製程的Knight's Corner加速卡。2012年6月，釋出了使用Knight's Corner的虛擬化軟體，允許Knight's Corner執行老的MMX/SSE指令並訪問無線的主機記憶體。2013年6月，國家超級計算廣州中心釋出天河二號成為世界最快的超級計算機。使用了英特爾的Ivy Bridge 微架構的至強E5 2692v2型號的12核處理器與至強融核31S1P的57核協處理器，獲得了33.86 petaFLOPS。第二代產品.第二代至強融核的研發代號Knights Landing，使用，2013年6月17日公佈。有兩種形式：協處理器與主處理器。Knights Landing最多有72顆(Atom)核心，每核4執行緒，最大支援384 GB of DDR4 RAM與8–16 GB of stacked 3D MCDRAM。每核有2個512位向量單元，支援AVX-512F (AVX3.1) SIMD指令與英特爾AVX-512 Conflict Detection Instructions (CDI), Intel AVX-512 Exponential and Reciprocal Instructions (ERI), Intel AVX-512 Prefetch Instructions (PFI), 以及全套的x86指令集除了指令。Knights Landing的TDP為160至215 W。第三代產品.第三代眾核產品的代號為Knights Hill，英特爾在超級計算14上首次釋出細節。採取14 nm製程，包含60至72顆基於Silvermont Atom改進版的核心，每核4路超執行緒。intel Phi 已停產。2017年上市銷售。(沒上市)(2019/1/10)