2008-08-04
Intel 12日公佈Larrabee架構詳細資料
Many Core x86架構 專為視覺運算而設
文: Spike Lam / 新聞中心

Intel 宣佈專為視覺運算而設的 Larrabee 處理器,將會在 12 日於 SIGGGRAPH 2008 產業研討會中公開其架構設計細節,包括被受注目的全新軟體描繪立體管線 (software rendering 3-D pipeline) 、 Many-Core 程式設計模式,更會展示執行不同應用程式的效能分析。

 

據了解, Intel Larrabee 架構將會以個人電腦繪圖市場為目標,預計於 2009 或 2010 年問世,有別於 NVIDIA 與 AMD 的繪圖產品, Larrabee 的每顆核心均採用 x86 微架構,意味著可直接處理器現時大部份應用程式,並不需任何轉譯器便可在透過 Larrabee 內部的處理器陣列 (array) 上運行。

 

Larrabee 被視為未來 PC 運算的新模式,令家用 PC 內部也能擁有數十、數百甚至數千個核心而具有十足威力,令家用 PC 也能達至兆次運算運算領域,目前 Intel 內部有眾多小組成員、專案及相關研發中軟體,用以加速催化此項變革,包括 Intel 目前最大的技術研究項目兆次運算研發專案 (tera-scale research program) ,共有超過 400 間大學、美國國防部高等研究計劃局 (DARPA) ,以及像是微軟與惠普等相關公司,共同為 Larrabee 應用進行研究。

 

一直以來市場對 Larrabee 的認識並不深,因此 Intel 計劃在 12 日日於 SIGGGRAPH 2008 產業研討會中公開其架構設計細節,其中包括軟體描繪立體管線 (software rendering 3-D pipeline) 的全新方法、多核心(在單一產品中具有多個處理器引擎)程式設計模式,以及執行多種應用程式的效能分析。

 

其他在論文中談到的 Larrabee 架構相關細節包括:


Larrabee 架構具有衍生自雙指令執行 (dual-issue) Pentium 處理器的純量管線 (scalar pipeline) ,並採用具有完整連貫性 (coherent) 快取記憶體架構的短執行管線 (short execution pipeline) 。 Larrabee 架構提供顯著的最新改良技術,如寬幅向量處理單元 (wide vector processing unit, VPU) 、多執行緒、 64 位元延伸指令,以及精密的指令預取功能 (pre-fetching) 。這將促使可用之運算能力大幅提升,並能發揮程式設計師對英 特爾架構的熟悉度及容易入門的程式開發優勢。


 Larrabee 將包含數個支援繪圖及其他應用程式的固定功能邏輯區塊 (Fixed function logic blocks) ,這些運算單元被謹慎選用以平衡及強化每瓦效能,並對架構的彈性與可編程化能力 (programmability) 有所貢獻。


  晶片內建具備連貫性 (coherent) L2 快取記憶體,促使處理器間通訊效率提高,同時 CPU 核心可以高頻寬存取近端資料,並簡化軟體程式寫作。


 Larrabee 的原生程式設計模式支援高度平行運算應用程式,亦包括採用非規則性資料結構 (irregular data structure) 的運算。這項特性將促使繪圖 API 的開發、新繪圖演算法更迅速的創新,以及在繪圖處理器上執行以現有個人電腦軟體開發工具軟體所實作 之真正的一般目的運算。


 Larrabee 提供完全以軟體進行工作排程 (task scheduling) ,而非以固定功能邏輯 (fixed function logic) 來進行的功能。也因此描繪管線及其他複雜的軟體系統能夠依據其個別的運算需求進行資源的排程。


 Larrabee 架構的每個核心可支援 4 個執行緒 (execution thread) ,每個執行緒都擁有獨立的暫存器組 (register set) 。它允許採用簡單有效率的循序管線 (in-order pipeline) ,但保留了在執行高度平行運算應用程式時,更為複雜之非循序管線 (out-of-order pipeline) 的延遲隱匿 (latency-hiding) 的優點。


 Larrabee 架構採用 1024 位元寬度的雙向環狀網路(即每個單向 512 位元),允許代理程式 (agent) 以低延遲 (low latency) 的方式彼此進行溝通,讓核心之間可進行非常高速的溝通。


 Larrabee 架構完全支援 IEEE 的單精度及雙精度浮點計算 (floating-point arthmetic) 標準。對於像是財務應用程式在內的多種計算任務而言,支援這些標準都是必要的前提。

 

據 Intel 總裁暨執行長 Paul Otellini 表示 , Larrabee 架構為提供開發人員自由發揮的空間,將會為各類型不同的區域及市場帶來大量的創新設計,雖然目前遊戲愈來愈具有真實感,但這些進展仍然是在僵固受限的框架內進行,因此 Intel 希望與全球頂尖 3D 繪圖專家們直接合作,為遊戲與應用程式介面 (Application Programming Interface, API) 設計師一張空白的畫布,讓他們盡情揮灑前所未有的創意。

Paul Otellini 進一步指出, Larrabee 架構的初期產品將針對獨立顯示應用程式發展,支援 DirectX 與 OpenGL 規格,並可執行現有遊戲與程式。除此之外, Larrabee 的原生 C/C++ 程式設計模式 (native C/C++ programming model) 將對各種可能領域之高度平行運算應用程式,如科學及工程方面的軟體,產生助益。

有關 SIGGGRAPH 2008 產業研討會中公開的 Larrabee 架構設計細節,可於公佈時間後透過此網址下載:

 

http://doi.acm.org/10.1145/1360612.1360617

 

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