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Intel patentiert Exascale-Spezialprozessor

In einer Patentanmeldung veröffentlicht Intel Details des neuartigen Configurable Spatial Accelerator, der für Exaflops-Supercomputer gedacht ist.

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Intel Configurable Spatial Accelerator (CSA)

Intels Configurable Spatial Accelerator (CSA)

(Bild: USPTO)

Seit dem Ende des Xeon Phi wird spekuliert, mit welchen Prozessoren Intel im Rennen um kommende Exaflops-Supercomputer mitmischen will. Die US-Patentanmeldung 20180189231 aus dem Juli weckte deshalb Interesse. Darin beschreiben Intel-Forscher einen sogenannten Configurable Spatial Accelerator (CSA), der laut Patentanmeldung ausdrücklich auf Exascale-Projekte des US-Department of Energy (DoE) zielt, zu dem die Forschungsagentur DARPA gehört.

Der CSA verwendet keine von-Neumann-Architektur wie Intels x86-Prozessoren, sondern vereint viele Processing Elements (PEs) mit unterschiedlichen Fähigkeiten. Das Konzept erinnert an Datenflussprozessoren. Die Forscher um Kermin Elliot Fleming, der am MIT zu FPGAs forschte, betonen dabei, dass es sich bei CSA nicht um eine FPGA-Implementierung handele.

Intels CSA bildet den Datenflussgraph auf die PEs ab

(Bild: USPTO)

Hocheffizient

Beim CSA bildet der Compiler den Datenflussgraph eines Programms auf die dazu optimal passenden PEs und das sie verknüpfende Netz ab. Laut Nextplatform.com ist ein besonderer Vorteil der CSA, dass sich parallele Verarbeitungsstränge im Code auch parallel in der CSA abbilden lassen.

Wie Intel in der US-Patentanmeldung 20180189231 erläutert, ist die CSA auch auf höchste energetische Effizienz getrimmt; Ziel ist demnach Exaflops-Rechenleistung mit einer Leistungsaufnahme im Bereich von 20 Megawatt.

Kein Zeitplan

Konkrete Hinweise auf künftige CSA-Chips fehlen bisher. Intel muss jedoch in den frühen 2020er-Jahren einen Vertrag zur Lieferung eines Supercomputers an das Argonne National Laboratory (ANL) erfüllen (ALCF-3/A21). Hier war eigentlich das Aurora-System von Cray mit Intel Xeon Phi vorgesehen.

Nachdem dieses Projekt scheiterte, hatte Intel einen neuen Vertrag mit dem DoE ausgehandelt. Hier sollen neuartige Chips zum Einsatz kommen. Bisher erwartet man, dass Intel Varianten der über-übernächsten Xeon-Generation Ice Lake einsetzt, vielleicht Ice Lake-H. Denkbar wäre, dass Ice Lake-H eine Reihe von x86-(64-)Kernen mit einem CSA-Teil kombiniert.

Schon jetzt fertigt Intel den Xeon 6138P mit (Arria-)FPGA für "ausgewählte Kunden". Intel hat aber auch noch ein anderes Eisen im Feuer: 2020 sollen die ersten eigenen Grafikprozessoren kommen, die sich möglicherweise auch als Rechenbeschleuniger eignen. (ciw)

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