Larrabee: graficzna ofensywa Intela

Intel to największy na świecie producent układów graficznych. Za sukces rynkowy firmy odpowiadają układy zintegrowane z chipsetami. Firma postanowiła jednak powalczyć z liderami rynku specjalizowanych GPU instalowanych na kartach graficznych i opracowuje układ Larrabee, który ma stawić czoło najlepszym procesorom graficznym ATI i NVIDII. Sęk w tym że Larrabee jest całkowicie nową propozycją - procesorem x86, który przystosowany został do przetwarzania grafiki 3D.
Pomijając podstawowe funkcje graficzne Larrabee ma być procesorem realizującym funkcje GPGPU, czyli najprościej rzecz ujmując kość graficzna przystosowana będzie do wykonywania obliczeń nie związanych z przetwarzaniem strumienia graficznego. Układ taki może zająć się dowolnymi obliczeniami, ale cały czas pozostaje kartą graficzną. Do niedawna najlepszym przykładem typowego układu GPGPU była NVIDIA Tesla, czyli zmodyfikowana na potrzeby skomplikowanych obliczeń numerycznych karta GeForce 280 GTX.

Architektura na wzór Pentium
Architektura Intel Larabee wywodzi się wprost od procesora Pentium. Można powiedzieć, że jest to hybryda zawierają w sobie najlepsze cechy jednostek centralnych ogólnego przeznaczenia i nowoczesnych układów graficznych. Najważniejszą cechą Larrabee jest jego uniwersalność i pełna programowalność, które to cechy zawdzięcza zgodności z architekturą i kodem x86. Bez problemu można zatem wykonać na nim zarówno obliczenia związane z przetwarzaniem strumienia graficznego, jak i np. przetwarzaniem materiałów audio-wideo, obliczeniami związanymi z fizyką postaci, czy innymi dowolnymi zadaniami jakie przyjdą do głowy programiście. Co więcej, może on wspomóc jednostkę centralną komputera w chwili wykonywania na skomplikowanych obliczeń inżynierskich czy naukowych przyczyniając się do poważnego wzrostu ogólnej wydajności peceta. Innymi słowy, można powiedzieć, że Larrabee jest uniwersalnym akceleratorem wspierającym CPU w zależności od potrzeb bądź to w obliczeniach graficznych, bądź w innych sytuacjach wymagający dużej mocy obliczeniowej.



Larrabee od środka
Podstawę konstrukcji Larrabee stanowią odpowiednio zmodyfikowane jądra procesorów Pentium, zwane w tym wypadku jednostkami Multithreaded Wide SIMD. Każda z nich może jednocześnie obsłużyć cztery wątki. Budowa pojedynczego modułu Multithreaded Wide SIMD nie jest skomplikowana. Znaleźć w nim można znaną z procesorów Pentium unowocześnioną jednostkę ALU (Arithmetic Logic Unit), która w odróżnieniu od oryginału może wykonywać operacje 64-bitowe i pracować w trybie wielowątkowym. W celu jej uproszczenia konstruktorzy zrezygnowali z jednostek przewidywania skoków i rozgałęzień (Branch Prediction) oraz modułu Out of Order Execution wykonującego obliczenia poza kolejnością. Oznacza to, że Larrabee wykonuje rozkazy wyłącznie w kolejności, takiej jaką narzuca kod programu.

Budowa modułu Multithreaded Wide SIMDKliknij, aby powiększyćBudowa modułu Multithreaded Wide SIMDDrugim elementem składowym znajdującym się w module Multithreaded Wide SIMD jest jednostka wektorowa VPU (Vector Processing Unit). Składa się ona z wektorowej jednostki o szerokości wektora 16 oraz działa na liczbach pojedynczej i podwójnej precyzji. W czasie trwania cyklu zegarowego przetwarza szesnaście 32-bitowych operacji i potrafi między innymi wykonywać konwersje między różnymi formatami danych takimi jak Int32, FP32 i FP64 czy łączyć w jedną operację wielokrotne dodawanie na trzech argumentach. Oczywiście, wykonywane są przez nią również inne standardowo wymagane dla jednostek VPU operacje wektorowe. Układ Larrabee obsługiwać będzie także nowy zestawy instrukcji AVE (Advanced Vector Extensions), który ma pozwolić na jednoczesne przetwarzanie całych wektorów danych. Innymi słowy, instrukcje AVE są rozszerzeniem istniejących instrukcji SIMD, które mają przyspieszyć operacje przetwarzania grafiki trójwymiarowej.

Każdy z rdzeni Multithreaded Wide SIMD ma do swojej dyspozycji po 32 KB pamięci cache L1 dla instrukcji i 32 KB dla danych oraz wydzieloną dla siebie 256-kilobajtową pamięć L2. Do pamięci tej, jeżeli zachodzi taka potrzeba mogą odwoływać się również inne rdzenie - odbywa się to za pośrednictwem pierścieniowej, dwukierunkowej magistrali ring-bus o szerokości 1024 bitów (po 512 bitów w każdą stronę). Magistrala ta służy do komunikacji wewnątrz układu Larrabee - rdzenie komunikują się za jej pośrednictwem z kontrolerem pamięci, interfejsem odpowiedzialnym za wyświetlanie wygenerowanego obrazu oraz jednostką teksturującą. Dzięki pierścieniowej magistrali wymiana danych między poszczególnymi procesorami Multithreaded Wide SIMD jest wyjątkowo skuteczna. Po pierwsze procesory mogą przekazywać bezpośrednio między sobą dane jak również korzystać przy wymianie informacji z pamięci cache L2. Zysk wynikający z takiej architektury komunikacyjnej jest znacznie większy, gdyż dane pobrane przez jeden z rdzeni do własnej pamięci L2 są również dostępne w razie potrzeby dla innych rdzeni i nie ma powodu korzystania wówczas z wolniejszej pamięci zewnętrznej.

Kontroler pamięci cache pierwszego i drugiego poziomu, w odróżnieniu od tego z oryginalnego Pentium, obsługuje funkcje prefetch, która pozwala na wcześniejsze pobranie przewidywanych danych z pamięci, które za chwilę mogą zostać użyte w obliczeniach. Jest to niezbędny warunek opłacalności wykonywaniu obliczeń typu SIMD, gdyż oczekiwanie na dane zniweczyłoby cały zysk płynący z jednoczesnego wykonywania jednej instrukcji na kilku operandach. Warto w tym miejscu dodać, że pamięć cache drugiego poziomu służy nie tylko do wymiany danych, ale również wykorzystywana jest jako bufor kolejności wymiany danych w rozgałęzieniach programowych.

Tom Forsyth, projektant oprogramowania i sprzętu w Intelu opowiada o programowaniu i pracach nad mikroarchitekturą Larrabee.

Tagi: Larrabee, procesory graficzne, Intel, GPU, karta graficzna
Ocena:
Twoja ocena:

Komentarze (39)

Marucins

05-12-2009 09:59

Intelowski GPGPU (procesor graficzny ogólnego przeznaczenia) Larrabee został zaprezentowany podczas konferencji SC09. Tam zyskał uwagę, której nie udało mu się przyciągnąć wcześniej. Justin Rattner, prezes ds. technologicznych, zaprezentował testy wydajności układu. Test SGEMM został najpierw uruchomiony na połowie rdzeni procesora, który w ten sposób osiągnął wydajność 417 gigaflopsów. Po włączeniu pozostałych rdzeni wydajność wzrosła do 825 GFlops, dzięki czemu Intel udowodnił, że układ można skalować 1:1. Po tym, jak Rattner lekko podkręcił procesor, jego wydajność sięgnęła 1 teraflopsa. Dla porównania kość Core i7-975, czyli najbardziej wydajny procesor z rdzeniem Nehalem, osiąga maksymalną wydajność rzędu 55,36 GFlops. Wynik Larrabee tylko pozornie jest imponujący. Jak zauważa Jon Peddie z firmy Jon Peddie Research, na rynku jest dostępna karta graficzna ATI, której wydajność wynosi 5 TFlops. Jeśli zatem Intel chce w przyszłym roku rozpocząć sprzedaż Larrabee, to układ o wydajności 1 teraflopsa z pewnością nie zawojuje rynku wysoko wydajnych chipów. Przyznał jednocześnie, że 1 teraflops to dobry punkt wyjścia i w połączeniu z odpowiednią polityką cenową oraz dalszymi pracami nad rozwojem Larrabee Intel może odebrać nieco rynku ATI i Nvidii.

A7n_reppu

19-07-2009 14:41

Intel tu akurat będzie outside. Próbowali tyle razy, i NIC nie wyszło. Az próbują zerżnąć z CELL, i myślą że to cos he he he da. Nic z tego. No pasaran, hłe hłeee.

~Gość

05-07-2009 15:46

@87.206.58.156 powiedzmy że masz rację, i nagle Bum! wszyscy linuksiarze są martwi. co się dzieje? nie masz internetu, bo twój dostawca ma serwery na linuksie, nie ma internetu, bo serwery dns stoją na linuksie, a 90% wszystkich hostingów kozysta z oprogramowania opartego o unix. nie masz konta bankowego, bo serwery bankowe także sa na linuksie... zastanó się najpierw co mówisz, a potem kreuj swoje wypaczone teorie. dobrze byłoby tez swoja wiedzę rozszerzyć, bo chyba nie wiesz wogole o czym mówisz...

~Gość

03-07-2009 17:58

@Dr.KLAMP zastanów się człowieczku co mówisz, potem się wypowiadaj. gdyby monopolistyczne zapędy M$ były nieco mniejsze, to nie byłoby piractwa. co za problem? zamiast pchać miliony dolarów w zabezpieczenia typu WGA, obniżyliby ceny na swoje produkty/usługi. takie podejście ukróciłoby proceder piractwa. odnośnie linuksiarzy, to jaki wg. Ciebie ma wpływ linuks na kształtowanie się rynku i cen oprogramowania w Polsce? to tak jak by zrzucać winę wysokiej ceny wody mineralnej butelkowanej na ogólnodostępne i darmowe ujęcia wody oligoceńskiej

Dr.KLAMP

03-07-2009 13:39

@"Anonimek" Niestety na ceny w Polsce/UE maja wpływ linuksiarze i piraciarze których jest w Polsce najwięcej około 40% rynku MSwin i Rosji 90%.:D Przez polskich piraciarzy i linuksiarzy gamoni placimy za wszystko drożej w UE jako uczciwi uzytkownicy legalnych plików-systemu-programów. Przez polskich zlodziejaszków códzej wlasności i braku prawa w tym temacie i bezkarności dla złodziejstwa dodatkowo jesteśmy jako Polska traktowani jako rynek 3 kat. Polski piraciarz i Linuksiarz to Public Enemy No1.!!!

Luke

03-07-2009 09:30

nie uważam użytkowników Linuksa za gamoni. Więcej gamoni widzę przy windows.

Anonimek

02-07-2009 19:38

@dr.KLAMP: gdyby nie Mac OS X i jego 9%, to Windows w wersji domowej kosztowałby dzisiaj 1000 zł za wersję OEM, a Microsoft nie zajmowałby się tworzeniem Win7. Wiesz czemu ceny Windowsa są zawsze niższe w USA niż w Europie? Bo Mac OS w Europie ma niski udział, dlatego Microsoft może tu narzucić wyższe ceny. Nigdy nie zrozumiem co ludzie mają przeciwko konkurencji, przecież to ona wymaga jakość i dbałość o klientów.

emeryt

02-07-2009 17:21

Nic nowego. Były takie komputerki ZX-81, które gdy zaczynały liczyć, wyłączały grafikę

Anonimek

02-07-2009 15:04

@Sh4dow: Jeśli chodzi o wydajność w grach to nVidia i AMD jeszcze długo będą królować. Nie wydaje mi się zresztą, żeby Intel celował w rynek grafiki dla gier, większe dochody ma w komputerach do zastosowań biurowych :) @Pauul: AMD i nVidia również nie produkują kart graficznych :P Zajmują się tym inne firmy, AMD, nVidia i Intel produkują UKŁADY (procesory) graficzne. Intel produkuje układy zintegrowane, w większości do laptopów. Bo wyobraź sobie, że niektórzy ludzie używają komputera do pracy, a nie do gier i nie potrzebują na nim super-mega szybkiej grafiki :P

dr.KLAMP

02-07-2009 14:03

@"Luke" Na pewno konkurencja dobrze zrobi i coś stanieje :) Niestety dla linux nie przewiduję wzrostu nawet do 10% za 30lat.:D :D :D Apple MacOsX ma około 9% rynku systemu ale razem z iPhone-iPod i wcale nic nie staniało u Appla vs. MSwin Linux to już historia i swoją szansę stracił na rynku za brak wizji i jednego dobrego komercyjnego ze wsparciem systemu,który by naprawdę potrafił konkurować z MSwin i Apple MacOsX W Polsce linuksiarze gamonie i dzieci to zaledwie 0,4%, a globalnie dodatkowe 0,4%(afryka i inne biedne kraje gdzie linuksa ktoś instaluje z braku kasy i niskich potrzeb jako uzytkownik) :D

Luke

02-07-2009 13:29

lin kontra win... ileż tego można czytać... jak linux osiągnie 10% rynku, to najbardziej na tym skorzystają użytkownicy windows. Windows poczuje oddech na plecach i zacznie brać nalepsze rozwiązania do siebie. Jeżeli karty intela będą wystarczająco dobre aby zabrać 10% rynku (mówię o kartach nie o integrach) to skorzystają na tym przede wszystkim fani nVidi i AMD bo oni wtedy będą mieli niższe ceny.. wszyscy na tym skorzystamy... czy jest o co wojnę prowadzić? Takie fajne są monopole??

~Gość

02-07-2009 12:04

A wasz linux linuksiarze na nowych Intela pomysłach będzie działał za 3 lata jak inne problemy ze sterami,wtyczkami i wszystkim co właśnie powoduje wybór MSwin i wszystkiego co działa poprawnie...

~Gość

02-07-2009 10:55

wakacje i młodziaki już buszują

esq

02-07-2009 08:16

Zapowiada się fajna zabawka dla programistów. Będzie można pisać własne efekty i bajery realizowane w pełni sprzętowo. Widziałem filmiki, które Intel zaprezentował i powiem że robią wrażenie. W każdym bądź razie, będzie to zupełnie nowa technologia wśród producentów kart graficznych i jestem zdania, że w tym kierunku pójdzie też konkurencja. Najfajniejsze jest to, że będzie też spora uniwersalność i możliwość wykorzystania platformy zarówno przez windowsowców jak i linuksiarzy, oraz jabcoków XD. ( swoją drogą, używam dwóch systemów - lin i win. Każdy z nich ma przewagę nad drugim na pewnym polu, więc nie rozumiem tych przepychanek słownych w komentarzach. Najwyraźniej ich autorzy w pełni wykorzystują potencjał wakacji i się po prostu nudzą od nic nie robienia :> ).

ss

02-07-2009 01:58

ramones to nikt inny jak sfrustrowana kobieta w dzien przed spozniajacym sie okresem.

xyz

02-07-2009 01:37

@ramones Idź na dwór może Tobie ktoś przypadkiem łeb utrąci i będzie z pożytkiem dla wszystkich. Oby grafika intela choć dorównała konkurencji a kupujący na pewno na tym skorzystają.

ffg

01-07-2009 22:52

Intel już kilka razy próbował nawiązać walkę z nVidia i ATI i nic z tego nie wyszło. Ale to co jest opisane w artykule wygląda na próbę przeskoczenia rywali poprzez rewolucyjne zmiany. Jeśli procesor będzie w miarę tani i łatwy w oprogramowaniu to może być mała rewolucja. Jak będzie - zobaczymy. Ja np. dość sceptycznie patrzę na hasło Ray tracking w czasie rzeczywistym. Coś takiego można po wielu uproszczeniach zrobić, ale nie wierzę w generowanie obrazu jakości filmików robionych w 3D Studio czy Blenderze. P.S.1. Intel sprzedaje najwięcej chipów graficznych, ale bynajmniej nie dlatego, że są one dobre - są wystarczające i tanie do maszyn biurowych. P.S.2. Irytują mnie "onetowe" niusy na tym portalu ("chłop babę udusił kablem USB"). Na szczęście nie pojawiają się za często. Mam nadzieję, że pyskówka linuchowo-windowa szybko minie i znowu będzie można poczytać merytoryczne opinie innych dotyczące jakiegoś artykułu :-)

Elflord

01-07-2009 21:39

@ramones z całym brakiem szacunku do ciebie, przeczytaj może najpierw to co napisałaś potem zastanów się jeszcze 16 razy czy jest to zrozumiałe dla kogoś więcej niż ty Tak przy okazji, ty chyba naprawdę potrzebujesz przyjaciół, jak chcesz możemy się spotkać na sali sądowej. Screeny choćby z pcworld są wystarczającym dowodem, a zapewniam cię że mam ich sporo. @tad moje gratulacje pierwszy od dawna wpis który nie wygląda jak kopiuj wklej z translatora, choć mimo wszystko wciąż te same bzdury. Z tego co napisałeś wynika że używając windows i np visual studio jest w stanie szybciej tworzyć kod niż przy użyciu np eclipse, udowodnij zamiast serwować nam ten korporacyjny bełkot. A co do grafiki Intela, pożyjemy zobaczymy, z tego co pamiętam na razie zapowiadają pół roku obsuwy więc jeszcze nieco poczekamy, choć początkowo miał być w lipcu.

dres

01-07-2009 21:31

No to ustawka poiedzy linuksiarzai i windowsowcami xD

ollo

01-07-2009 20:51

@Pauul zapomniałeś o integrach

HaWaN

01-07-2009 20:23

Gratuluje wszystkim. Lejecie się, a żaden nie zauważył błędu w artykule. Wykazaliście się... "tylko Windows!!! Tylko Linux!!!!" - jedno i drugie ma swoje zalety i wady.... "Intel to największy na świecie producent układów graficznych." - a nie przypadkiem scalonych?

mister.sa

01-07-2009 20:10

Komentarze swiadcza o tym, ze w Polsce marihuana jest juz legalna.

Grendel

01-07-2009 19:27

@~Gość To może też gamoniowaty pajacu gdzieś wyjedziesz (może jakaś wyciekczka do siedziby MS?) i już będzie zupełny spokój.

Luke

01-07-2009 18:04

mi się podoba pomysł... czekam na rezultaty.

~Gość

01-07-2009 17:59

To mamy trochę spokoju jak max,phi,agh i reszta pajacy gamoni linuksowych wyjechala na wakacje i skończyła się szkoła z darmowym netem do spamowania i zaśmiecania wszystkich tematów... Teraz tylko "@Wesoły" został w domu z braku kasy na wakacje i coś tam za wszystkich linuchów bełkocze jak popadnie i udaje speca od super syfu linux i FF3 które znów zalicza nowe wersje i dziury jak serek szwajcarski... :D

~Gość

01-07-2009 17:01

K**a, gdzie tu macie choć słowo o Linuksie czy Windowsie?! News jest o układach Intela! A w temacie, może być całkiem ciekawy "wynalazek". Zaczekajmy tylko na testy wersji sklepowych ;)

~Gość

01-07-2009 16:26

Srsly, te komentarze schodza na poziom walki fanatykow PO z fanatykami PiS na onecie...

Zdzisław

01-07-2009 16:02

jednak Gość wziął do siebie słowa kierowane do Tadka. Ergo - to ta sama osoba.

KAES

01-07-2009 15:57

Czas pokaże

Gość

01-07-2009 14:18

@ffatman - czyli już nie masz argumentów merytorycznych i spadłeś na poziom "słownictwo/ortografia"? Rozumiem, że douczyłes sie o systemach operacyjnych, srodowiskach deweloperskich, konfigurowalności - i przewidywalności realizacji tego przy założonym poziomie jakości itd. Wtedy gdy sie jest oczytanym fachowcem, architektem, programistą weryfikowanym przez rynek itd. (a nie ledwie np. doktorantem niewidzącym świata poza swoim), wtedy faktycznie, argumenty na plus dla lina są prawie zawsze mierne.

viśtek®

01-07-2009 13:45

widzę że linuchy w akcie desperacji zaczynają się same siebie nawzajem prowokowac byleby tylko o nich głośno było.. :) a propos tematu czekam na news gdzie linnuchy znów się będą chwaliły iż mają jako pierwsi sterownik do tego dziwactwa.. oby nie zapomniały dodac że rozwój linuchowego drivera do używalnej wersji to jakieś 4/5 lat.. :-) nie mówiąc o tym że wersja stabilna rzadko kiedy jest w ogóle osiągana...

Pauul

01-07-2009 13:20

Intel to największy na świecie producent układów graficznych hmmm jakoś u mnie w trzech komputerach są 2 grafiki ATI i jedna GF zresztą jakoś nigdy nie widziałem karty graf intela :P Nie widzę CPU przystosowanego do przetwarzania grafiki znając życie to będzie żal jak wyjdzie. Zresztą ATI i NV nie dadzą szans prędzej bym postawił na GPU żeby przystosować do wspomagania CPU ponieważ GPU ma potężną moc obliczeniowa

Sh4dow

01-07-2009 12:30

Widać że procek ma konkurować jedynie w dziedzinie GPGPU, bo w grach będzie ciężko. Chociażby z powodu konieczności odpowiedniego oprogramowania procka. I inna sprawa jak tam zapotrzebowanie na energie takiej wersji 48 rdzeniowej ? No i czy sądzicie że Nvidia albo AMD będzie siedzieć bezczynnie ? DirectX 11 ma zacząć wspierać GPU jako procek ogólnych zastosowań więc tu może zacząć się zabawa.

fffatman

01-07-2009 12:24

Tad zmienia słownictwo ale składnia ta sama.

sin - ekspert

01-07-2009 12:12

chamsko i bezczelnie zerzniete rozwiazania z CELL !!!

w.p.

01-07-2009 11:57

Po komentarzach widać że wakacje i dzieci się nudzą :) A sam pomysł - czas pokaże. Grunt że konkurencja i ceny może spadną. Jak dla mnie fajna sprawa. Byle by producenci to oprogramowali.

Grendel

01-07-2009 11:38

@KLAMP Ah te żałosne windowsiarzęta ...

~

01-07-2009 11:36

placi ci ktos za to czy to wynik jakiejs flustracji?

KLAMP

01-07-2009 11:31

Już widzę zachwyt gamoni linuksiarzy i jak linux jest wspaniały pod każdym procesorem.:D Tylko że faktem jest że nikt poważny na dobrych procesorach i specyfikacji nowych laptopów i pc nie instaluje syfu linux w 100 odmianach dla gamoni dla klikania i zabawy z tym wiecznie nie dopracowanym systemem,ale tylko instaluje się MSWin.:)

Polecane

Kariera w IT 2012

Kariera w IT 2012
Uczelnie, rynek pracy, rekrutacja, pracodawcy, rozwój zawodowy - czyli wszystko, co chcielibyście wiedzieć o pracy specjalistów IT w Polsce. Piszemy jakie uczelnie wybrać, dlaczego warto studiować informatykę i kierunki techniczne, jak wygląda proces rekrutacji i jak dobrze wypaść przed pracodawcą, opisujemy pracodawców - firmy IT - i możliwe ścieżki kariery.

Pobierz bezpłatnego e-booka

20 lat polskiej sieci
Ebook 20 lat polskiej sieci to kompletna charakterystyka polskiego internetu (oraz polskiego internauty). Odpowiadamy na pytanie, jak wygląda nasz kraj na tle bliższych i dalszych europejskich sąsiadów pod względem popularyzacji szerokopasmowych łączy internetowych i rynku mobilnego. Wymieniamy również wady i zalety korzystania z bezpłatnych punktów dostępowych.
Jeśli chcesz otrzymać darmowego e-booka, wpisz swój adres e-mail. Wyślemy Ci go natychmiast!
Wyrażam zgodę na wykorzystywanie mojego adresu email do celów marketingowych. rozwiń »