Intel kondigt CPU's aan voor high-performance computing

Intel heeft nieuwe processors met geheugen met hoge bandbreedte (HBM) aangekondigd, gericht op high-performance computing (HPC), supercomputing en kunstmatige intelligentie (AI).

Deze producten heten Xeon CPU Max series en GPU Max series. De chips zijn gebaseerd op bestaande technologie; de CPU is de vierde generatie Xeon Scalable, ook bekend als Sapphire Rapids, en de GPU is Ponte Vecchio, de datacenterversie van Intels Xe GPU-technologie.

Het verschil is dat deze twee processors worden geleverd met HBM op de processorchip, in plaats van uitsluitend te vertrouwen op standaard DRAM. HBM is veel sneller dan DDR4- of DDR5-geheugen en zit op de processorchip naast de CPU/GPU-kern met een snelle interconnectie, in plaats van op een geheugenstick zoals DDR-geheugen.

"Als je kijkt naar de totale workloads in HPC en AI, is er veel variatie", zegt Jeff McVeigh, vice president en general manager supercomputing bij Intel. "Traditioneel zijn er twee routes naar de top. De ene is de CPU-route en de tweede is de GPU-route, elk met zijn eigen obstakels. Ons doel is om echt vooruitgang te boeken en deze problemen uitgebreid op te lossen."

De focus van CPU Max en GPU Max ligt op het maximaliseren van bandbreedte, het maximaliseren van rekenkracht en het maximaliseren van de mogelijkheden die ze bieden om de breedte van werklasten aan te pakken, aldus McVeigh.

CPU max.

CPU Max is beschikbaar in drie serverconfiguraties. De eerste is dat er geen DRAM is, dus het enige geheugen in het systeem is de 64GB HBM op de CPU Max chip. Zo werkt de Japanse Fugaku supercomputer, ooit een van de snelste supercomputers ter wereld. In een dual-socket systeem is dat 128 GB geheugen, wat volgens McVeigh "meer dan genoeg is voor veel toepassingen en werklasten". In dit gebruiksscenario kan de applicatie ongewijzigd draaien.

De tweede configuratie, HBM Planar Mode genaamd, combineert HBM in het CPU-pakket met een standaard DDR5 geheugenstick in het systeem. Zowel HBM- als DDR-software moet worden geoptimaliseerd om gegevens tussen deze verschillende geheugengebieden te verplaatsen.

De derde configuratie is de HBM-cache-modus, waarbij HBM fungeert als cache voor het DDR-geheugen in het systeem. In deze modus zijn er geen softwarecodewijzigingen nodig. "Je zou misschien wat aanpassingen willen doen om te profiteren van de zeer grote caches die je nu hebt, maar dat hoef je niet te doen als je direct voordeel hebt," zei McVeigh.

Grafische kaart maximaal

GPU Max is ook verkrijgbaar in drie configuraties: de 1100, 1350 en 1550 modellen. De 1100 is een 300-watt dubbelbrede PCIe-kaart met 56 Xe-kernen en 48 GB HBM2e-geheugen. Meerdere kaarten kunnen worden aangesloten via de Intel Xe Link Bridge.

De andere twee configuraties hebben een Open Compute Project (OCP) versnellingsmodule, genaamd OAM, wat een snellere alternatieve interface is voor PCIe kaarten.

De 1350 GPU is een 450-watt OAM-module met 112 Xe-kernen en 96 GB HBM. De 1550 GPU is een 600-watt OAM-module met 128 Xe-kernen en 128 GB HBM.

PCI Express-kaarten zijn zeer geschikt voor gebruik in standaard servers en zelfs werkstationsystemen, maar OAM-modules zijn echt gericht op omgevingen met een hogere dichtheid, aldus McVeigh. Hij zei dat Intel veel systeemontwerpen heeft verkregen die zijn ontwikkeld door OEM's en leveranciers van systeemoplossingen, en dat ze vanaf 2023 servers met OAM zullen lanceren.

Intel bouwt voor Argonne National Laboratory een supercomputer met CPU Max en GPU Max processors die meer dan 2 exaFLOPs aan prestaties zal leveren als hij in 2023 online komt. Dat is twee keer zo snel als Frontier, de huidige leider in de supercomputerrace. Het is de combinatie van de twee processors die dit mogelijk maakt, zei McVeigh.

"Je zou zeggen dat we alles hebben overgeheveld naar de GPU en dat we niet de allerbeste CPU nodig hebben, toch? We hebben geen HBM-geheugen nodig, toch? Fout. Door HBM geïntegreerd in de CPU in te schakelen, kunnen we aanzienlijke prestatieverbeteringen krijgen omdat er nog steeds veel code op de CPU draait, ook al hebben we een aantal van de grotere cores naar de GPU overgeheveld," zei hij.

De nieuwe processors worden al geleverd aan de eerste klanten, waaronder Argonne. De lancering van de Max-serie staat gepland voor januari 2023.