Xeon Phi

Xeon Phi（ジーオン ファイ）は、インテルが販売しているLarrabee（社内コード）より派生したMICアーキテクチャ (Many Integrated Core) ベースのHPC向けコプロセッサ（後にプロセッサバージョンも追加）のブランド名である。
概要.
Xeon Phiファミリーはx86互換のメニーコア・コプロセッサを搭載した、並列コンピューティング用の演算ボードである。第一製品群のターゲットはHPC分野であるが、将来的には企業のデータセンター、ワークステーションなどにも対応する。Xeon Phiコプロセッサは従来のIA-32/Intel 64アーキテクチャ向けアプリケーションをそのまま使うことができることが最大の売りである。そのほかにもホストOSから独立したLinuxベースのOSを動作させることができる。製品はPCI Expressで接続される。
第1世代.
Intel Xeon Phi Processor x100 製品ファミリー.
第1世代 Xeon Phi。2012年11月13日発表。開発コード名は Knights Corner (KNC)。製造プロセスは22nm Tri-Gateトランジスタを採用している（Ivy Bridgeマイクロアーキテクチャと同一の製造プロセス）。インテルXeonプロセッサーE5ファミリーと組み合わせることで、カードあたり倍精度浮動小数点演算で1TFLOPS以上の理論性能がある。本製品はPCI Express形式の拡張カードで供給され、純粋に演算用であって、ラスタライザやビデオ再生エンジン、ディスプレイ出力は存在しない。
本製品の競合相手はNVIDIAのHPC向けGPUであるNVIDIA Tesla、およびAMDのHPC向けGPUであるAMD FirePro (FirePro Sシリーズ、旧称AMD FireStream) となる。Xeon Phiの強みはコアがx86であるために、x86 CPU向けに記述されたプログラムをほぼそのまま利用できる点である。またPCI Expressで接続されているが、本製品の内部にはスタンドアロン型のLinuxが常駐しており、SSHを使ってホストからログインすることができる。これは独立したOSを動作させられないGPGPUでは不可能である。勿論GPGPUと同様、オフロード計算をさせる動作も可能である。
SIMD命令は512ビットであり、倍精度浮動小数点数を8つ同時に扱うことができ、また FMA をサポートしているため、16 FLOPS/cycle である。なお同時期に発売されたHaswellマイクロアーキテクチャのIntel AVX2は256ビットであり、同時に扱うことができる倍精度浮動小数点数は4つだが、FMAを2つ同時に計算できるため、同じく 16 FLOPS/cycle である。
PCI Express は Gen2.0 x16（片方向あたり8GB/s）。
2012年6月当時、44社のメーカーがロードマップへの組み込みを表明していた。
2017年1月にEnd of Lifeとなった。Intel Math Kernel Library のサポートも 2017 Update 4 で終了した。
第2世代.
Intel Xeon Phi Processor x200 製品ファミリー.
第2世代 Xeon Phi。2016年6月20日発表。開発コード名は Knights Landing (KNL)。単精度で 6 TFLOPS 以上、倍精度で 3 TFLOPS 以上になった。プロセスルールは14nm。Intel Atom の Silvermont マイクロアーキテクチャベースになった。
型番の末尾にFがつくものはインターコネクトの Intel Omni-Path Fabric を搭載。
ソケットは LGA3647 だが、通常の Xeon との互換性はなく、Xeon Phi 専用のマザーボードでなければ動作しない（物理的にソケットにはまらない）。
オンチップメモリは L3 キャッシュとしても利用できるし、アドレスを割り振り通常のメモリとしても利用可能。7.2 GT/s のもので実測で 490 GB/s になる。
1コアあたり、4スレッド実行可能で、2つのベクターALU（512ビット）、2つのスカラーALU、1つのレガシーx87 ALUを搭載している。よって72コア、1.5 GHzで、単精度は 512 bit / 32 bit * 2 ALU * 2 op * 72 core * 1.5 GHz = 6912 GFLOPS になる。
Knights Landing で採用される512ビット SIMD命令はAVX-512として定義されたものになるが、これはそれまでのKnights Cornerが用いていた「512ビットSIMD演算」とは機械語命令形式が異なり互換では無い。
PCI Express は Gen3.0 x16 (片方向あたり16GB/s)。
Intel Xeon Phi Processor x205 製品ファミリー.
2017年12月18日発表。開発コード名はKnights Mill。x200 (Knights Landing) をディープラーニング向けに改良。Intel AVX-512のサポートを拡張し、AVX512_4FMAPS、AVX512_4VNNI、AVX512_VPOPCNTDQをサポートした。FP32やINT16の演算を高速化している。x200 よりも FP32 の行列積での演算が2倍高速になった。