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    Intel Xeon Phi テストドライブセンター

    概要

    最新 Xeon Phi Knights Landing(KNL)が利用可能なIntel Xeon Phi テストドライブセンター

    最新のXeon Phi Knights Landing(KNL)搭載サーバーを導入しました。お客様のお手持ちのプログラムが最新のXeon Phi Knights Landing(KNL)で動作するのか、 高速化できるのか、まずはお試しください。
     
     

    Xeon Phi Knights Landing(KNL)の概要

    Xeon Phi Knights Landing(KNL)は、ひとつのダイに最大72コアが搭載され、各コアが512-bit幅のベクタユニットを2基備えた構造となっております。理論性能値は、32-bit単精度浮動小数点演算で6TFLOPS以上、64-bit倍精度で3TFLOPS以上です。製品名は「Xeon Phi 7200」ファミリとなります。

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    従来のIntel CPU、NVIDIA GPUとの違い

    従来のIntel CPUコアとの違いは、CPUコアが相対的に小さいのにも関らず、ベクタ演算性能が非常に高い点です。Atomをベースに AVXを大幅に強化したCPUコアです。GPUとの大きな違いは、GPUコアはシングルスレッド実行のためのスカラパイプを持たないのに対して、KNLは従来のIntel CPUと同様スカラパイプを備える点です。

    一世代前のIntel Xeon Phi(KNC)との違い

    一世代前のKNCは、Pentium(P54C)系パイプラインをベースにベクタユニットを1基備えたコアであったのに対して、KNLはスカラパイプとベクタパイプの両方が強化されました。そのため、シングルスレッドの性能も大幅に上がったとインテルは説明しています。

     

    KNLのラインナップ

    KNLは、4系列で構成されます。特異的なのは、KNL本体に内部メモリとして16GBを備えています。最上位機種の7290の場合、コアあたり0.2GBのメモリ容量内で収まるHPCシステム向け解析プログラムを実行できたとすると、相当の性能を引出せる可能性があります。内部16GBメモリで足りない場合、KNLダイから6チャネル出ているDDRインターフェースメモリを利用する事ができます。

    製品名 搭載コア数 周波数 内部メモリ(内部帯域) ファブリック 外部DDR4メモリ TDP
    7290 72 1.5GHz 16GB(7.2GT/s) Yes 最大384GB(2400MHz) 245W
    7250 68 1.4GHz 16GB(7.2GT/s) Yes 最大384GB(2400MHz) 215W
    7230 64 1.3GHz 16GB(7.2GT/s) Yes 最大384GB(2400MHz) 215W
    7210 64 1.3GHz 16GB(6.4GT/s) Yes 最大384GB(2133MHz) 215W

     

    KNLのアーキテクチャー

    KNLのCPUコアは2命令デコードのアウトオブオーダ実行型コアで、22nmのAtomコアSilvermontをベースに拡張しています。命令ディスパッチは整数演算2、メモリオペレーション2、SIMD/浮動小数点(FP)演算2の2ポートとなります。2個のベクタユニットは、FPユニットのポートに割り当てられています。また、最大4個のスレッドのインフライト実行が可能な4スレッドのSMT(Simultaneous Multithreading)機能も備えています。

    また、KNLのCPUコアは2コアがバインドされ1MBのL2キャッシュとオンダイインターコネクトを共有します。オンダイネットワークは2Dメッシュで、CPUタイルとI/Oユニットがタイル状に配置されています。従来のKNCでは、CPUコアは1コアずつリングバスに接続されていましたが、KNLでは、メッシュをロジカルに分割することでCPUコア数の増大による内部トラフィックの増大を制御する構造となっております。

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    KNLメモリアーキテクチャ

    KNLは、容量16GBの広帯域メモリMCDRAMを搭載しています。また、オフダイのメモリとしてDDR4を6チャネル接続できます。帯域の異なる2種類のメモリは、3つの異なるモードで制御が可能で、a)MCDRAMをDDR4のキャッシュとして使う「キャッシュモード」、b)MCDRAMをDDR4と同じメモリアドレス空間に割り当てる「フラットモード」、c)そして両モードを混合した「ハイブリッドモード」で利用が可能です。

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    従来プログラムとの可搬性

    KNLのCPUコアは、Intelの最新CPUと命令セットはほぼ互換性を保っています。お客様のレガシーコードは、リコンパイルの必要がなくKNLでそのまま動作します。ベクタ命令はIntelのSIMD命令AVXの拡張版の位置付けの「AVX-512」となります。この「AVX-512」ベクタ命令が今後のIntelのメインストリームCPUと互換となり共有されていきます。MIC-VX512、CORE-AVX512との差分は、Intelコンパイラのオプションで対応します。

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