Intel Larrabee - Informações e especificações [boatos/oficiais]

O Larrabee estará no próximo XBOX ?

Segundo os nossos colegas do The Inquirer, a Intel supostamente está procurando uma nova para o seu futuro Larrabee, um processador muito especial que, entre outras coisas, vai chegar para competir com as atuais GPUs dedicadas da AMD e NVIDIA.

E para garantir o seu sucesso, a Intel estaria planejando fazer uma dobradinha com a Microsoft, que convenientemente passaria a utilizar este processador nos futuros Xbox 720, os consoles que substituirão os atuais Xbox 360 e que supostamente poderão ser encontrados em 2010.

Isto permitiria a Intel ganhar o espaço da AMD, o atual parceiro da Microsoft na questão da GPU para o seu console, mas isso também lhe daria uma vantagem competitiva muito importante já que o Larrabee ainda precisa mostrar do que ele é capaz, pois não existem provas evidentes de que tudo o que a Intel está prometendo vai ser cumprido. A NVIDIA, por sua vez, já repetiu inúmeras vezes que o design da Intel para esta CPU/GPU na realidade é muito obsoleta.

Texto ForumPCS
Fonte: TheInquirer

Computação visual III: afinal, o Larrabee


Continuemos nossa jornada em busca do entendimento do que exatamente virá a ser o Larrabee. Sempre lembrando que, como deixei claro na coluna anterior, a jornada atravessa o escorregadio terreno da computação gráfica, área do conhecimento que não domino e sobre a qual, como alguns comentários acrescentados às demais colunas deixam claro, o conhecimento de boa parte dos leitores deste Fórum é significativamente maior que o meu. Mas como os especialistas já se manifestaram e nenhum deles (provavelmente por educação) escarneceu dos meus pitacos sobre o tema, muno-me de coragem suficiente para seguir adiante sempre tendo em mente, porém, que ao sapateiro não convém ir além das sandálias.

Como vimos (de forma muito simplificada) há basicamente duas técnicas de renderização de imagens (geração da imagem final a partir de um modelo matemático que fornece as coordenadas dos vértices de suas “primitivas”): rasterização, a mais simples, que consiste basicamente em preencher cada primitiva (polígono elementar no qual a imagem é dividida) com pixels de mesma cor, e traçado de raios (“ray tracing”), mais complexo, que gera a imagem baseada no cálculo do trajeto de cada raio luminoso que incide sobre ela, considerando inclusive seus reflexos nas superfícies representadas na própria imagem. E vimos que este segundo método, embora resulte em imagens muito mais realistas, é pouco usado atualmente devido à brutal capacidade de processamento que exige. Tanto assim que o leitor falconz3, que honrou minha coluna anterior com um comentário em resposta a um comentário postado por marceloxray, afirma literalmente que “o futuro é a utilização de Síntese de Imagem por simulação, como o Ray Tracing”.

Pois bem: tanto quanto me foi dado perceber, com a arquitetura Larrabee a Intel tenta antecipar este futuro.

Para começar, tentarei transmitir para vocês a que conclusão cheguei, depois de muito fuçar a Internet, sobre a razão da aparentemente paradoxal dificuldade do Dr. Larry Seiler, responsável pelo projeto Larrabee, em responder se o bicho é uma UCP ou uma UGP. E a razão é simples: Larrabee é uma arquitetura, ou seja, um projeto ainda em fase conceitual que englobará futuramente diversos produtos. Alguns deles serão, realmente, UGPs (Unidades Gráficas de Processamento). Mas a flexibilidade da arquitetura é tão grande, como grande será a capacidade de processamento que ela conferirá aos produtos nela baseados que, além daqueles otimizados para processamento gráfico (que, efetivamente, neste caso serão GPUs), haverá outros membros da família Larrabee destinados a finalidades específicas, não necessariamente ligadas ao processamento gráfico – como os aplicativos científicos que envolvem muitos cálculos. E uma das razões disso é a flexibilidade oferecida pela presença de núcleos funcionalmente idênticos a processadores x86 em paralelo com os “módulos de funções fixas” (que logo veremos quais são). Portanto, tinha lá Mr. Seiler suas razões para dar uma resposta tão escorregadia e difícil de entender: chips baseados na arquitetura Larrabee poderão, sim ser UGPs. Mas também poderão não ser.

Então voltamos ao princípio: que diabo serão?

Bem, tanto quanto me foi dado entender, todos os produtos Larrabee serão do tipo “many-core”, ou seja, terão dez núcleos ou mais (uma das ilustrações da palestra de Seiler mostra um gráfico no qual o eixo correspondente ao “número de núcleos” vai até quqrenta e oito). Cada núcleo obedecerá ao esquema mostrado na Figura 1 (obtida da palestra de Seiler cujo original foi distribuído aos participantes do IDF).

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Figura 1: um núcleo do Larrabee

Examinando a Figura 1 com algum critério se percebe que o núcleo de um “chip” Larrabee não é essencialmente diferente do núcleo de qualquer processador x86 da Intel (é por isso que Mr. Seiler afirma tão categoricamente que “o Larrabee não é uma UGP”). Ele terá caches de primeiro nível (L1) independentes para dados e instruções (Dcache e Icache, na figura) conectados diretamente a um cache de segundo nível de 256 KB de rápido acesso (que, como logo veremos, pode ser compartilhado com os demais núcleos), unidades de processamento vetorial e escalar independentes, cada uma com seu próprio conjunto de registradores (os da unidade vetorial de cálculo com decimais terão 512 bits de largura), tudo isto ligado por um lado ao decodificador de seu próprio conjunto de instruções (algumas, mas nem todas, otimizadas para processamento gráfico) e por outro a um misterioso “anel” (“ring”) sobre o qual já falaremos. De fato, outra ilustração da mesma palestra afirma que “cada núcleo Larrabee é um processador Intel completo”, capaz de multitarefa preemptiva (a unidade vetorial é capaz de processar até dezesseis operações de 32 bits por ciclo), uso de memória virtual e caches totalmente coerentes em todos os níveis. A diferença mais substancial é que nenhum dos núcleos será capaz de efetuar o chamado “processamento fora de ordem” (“out-of-order execution”). Um ponto importante: cada núcleo será capaz de processar até quatro “threads” simultâneas e, sendo um processador x86, aceitará qualquer rotina compatível com seu conjunto de instruções e não apenas aquelas dedicadas ao processamento gráfico como as UGPs. E permitirá ao desenvolvedor que tenha acesso ao código fonte das rotinas (ou a algum ambiente de programação integrado específico para o Larrabee), alterá-las à vontade ou programar outras inteiramente diferentes, algo impossível em uma UGP dedicada.

Agora que temos idéia de como será cada núcleo do Larrabee, vejamos na Figura 2 como eles se interligam e o que mais o chip oferecerá. E para isso nada melhor que a própria ilustração da Intel apresentada por Larry Seiler.

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Figura 2: Diagrama de bloco de um “chip” Larrabee

Os núcleos (são mostrados apenas quatro deles) aparecem na parte de cima e na de baixo, com seus dois caches primários (de instruções e dados, I$ e D$). Todos estão ligados a um grande cache de segundo nível (L2 Cache), compartilhado entre eles (como cada núcleo dispõe de um cache L2 de 256 KB, em um Larrabee de, digamos, dez núcleos a capacidade total de cache L2 será de 2,5 GB). Este cache disporá de mecanismos de controle que permitem que um determinado núcleo “trave” trechos de cache para seu uso exclusivo quando estiver executando instruções sobre múltiplos dados (SIMD) impedindo que outros núcleos “sujem” o cache.

Mas o que o Larrabee tem mesmo de especial é o que aparece além dos núcleos e do cache: controladores de memória (eliminando barramento frontal e o gargalo que ele representa) e os módulos de funções fixas, tudo isto interconectado por um barramento extremamente rápido, o “ring” (na figura, representado pelas setas brancas).

Pois é justamente a presença destes módulos de funções fixas que levou Mr. Seiler a afirmar que “o Larrabee não é uma UCP”.

Estes módulos de funções fixas são, justamente, o que o nome indica: módulos de processamento “especializados”, otimizados e dedicados a cumprir uma única função (e é este o ponto de contato mais íntimo entre o Larrabee e as UGPs clássicas, que nada mais são que poderosíssimas unidades de processamento dedicadas exclusivamente às funções gráficas).

Na Figura 2, três dos módulos de funções fixas têm suas funções assinaladas (o quarto consta apenas como “Fixed Function”, dando a entender que, dependendo do modelo do “chip” – que, como vimos, pode ou não ser uma UGP – poderá executar qualquer função fixa para a qual for concebido). Um deles é responsável exclusivamente pela lógica das texturas de recobrimento das diversas superfícies que compõem a imagem (“Texture Logic”). Outros dois se dedicam exclusivamente a controlar o intercâmbio de dados com o sistema e com o vídeo propriamente dito (o que permite que as trocas de informações e comandos entre o Larrabee e o sistema não interfiram com a exibição das imagens na tela). Notem que estes módulos se dedicam a funções bastante específicas (a Intel justifica a inclusão da lógica das texturas entre estas funções fixas porque, dadas certas peculiaridades da tarefa, ela pode ser executada de doze a quarenta vezes mais rapidamente por um núcleo dedicado que por processadores genéricos; veja exemplo da aplicação de textura sobre um sólido formado por primitivas na Figura 3).

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Figura 3: aplicação de textura

Como foi dito antes, o Larrabee não se destina exclusivamente a processamento gráfico. Mas tem tudo o que é preciso para esta tarefa. O fato de conter múltiplos núcleos, cada um deles funcionando como um microprocessador independente e não “especializado”, permite otimizar o uso do dispositivo, distribuindo tarefas entre os núcleos na medida que são solicitadas. Como, conforme enfatizado na palestra de Seiler, não existe “demanda típica de trabalho” no processamento gráfico (o que é evidenciado na Figura 4, exibida na palestra, que mostra como diferentes aplicativos tridimensionais – no caso, jogos – distribuem de forma totalmente diferente sua solicitação de carga de processamento sobre a UGP), a possibilidade de usar o mesmo núcleo em diferentes momentos para tarefas distintas aumenta brutalmente a capacidade de atendimento de cargas cuja solicitação varia com o contexto. O que traz ainda outra vantagem considerável: como os núcleos não têm limitações quanto ao tipo de função que podem executar, pouco importa para um chip Larrabee se a interface de programação gráfica usada foi a OpenGL ou DirectX: sendo a diferença entre ambas apenas a forma pela qual as funções foram implementadas e podendo os núcleos do Larrabee lidar com diferentes implementações, elas serão aceitas e executadas sem dificuldades.

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Figura 4: diferentes demandas sobre a UGP

Agora que sabemos alguma coisa sobre o Larrabee, vamos juntar a estes os (poucos) conhecimentos que temos sobre renderização de imagens.

No começo, mas bem no começo mesmo, as imagens eram renderizadas pela própria UCP. O que não era de admirar já que, naqueles dias, o máximo que se podia esperar era o padrão gráfico CGA (Color Graphics Adapter) com suas telas de, no máximo, 320 colunas por 200 linhas e suas vibrantes dezesseis cores (não, milhões não, dezesseis mesmo). A UCP recebia os dados do aplicativo, efetuava os cálculos de transformadas e iluminação, gerava a rede de primitivas, rasterizava a imagem preenchendo as primitivas com pontos de uma das 16 cores disponíveis, processava os pixels e gerava o quadro (“frame”), exibindo-o na tela. Era simples assim.

Depois, apareceram as interfaces gráficas e tanto a quantidade de pontos na tela (resolução) quanto o de cores atingiram números inimagináveis. Surgiram então os processadores gráficos dedicados, ou UGPs, especializados, voltados especialmente para a renderização rápida de imagens altamente definidas. E o aumento das exigências da computação visual por imagens cada vez mais realistas fez com que desempenho destes processadores especializados sofressem incremento proporcional. Segundo Seiler, a partir de 2001 este desempenho (medido em FLOPS, ou operações com números fracionários por segundo) tem crescido exponencialmente com taxa de 1,7 vezes ao ano. E o mundo das “placas aceleradoras gráficas” (controladores de vídeo com unidade de processamento gráfico dedicada) primeiro expandiu-se, com grande quantidade de marcas e modelos, depois encolheu e reduziu-se a um número mínimo de participantes não somente pelo notável grau de especialização exigido como também pela crescente complexidade de projeto e custos cada vez maiores.

O problema é que a especialização, se bem que acelera o desempenho, tem lá seus problemas. E o maior deles é a perda de flexibilidade. Um circuito “dedicado” faz cada vez melhor e mais depressa seja lá o que foi concebido para fazer, mas faz apenas aquilo. E só quando solicitado.

E se tem uma coisa que o Larrabee esbanja, com suas quatro “threads” por núcleo, é flexibilidade. Sem falar no paralelismo: afinal, são mais de dez núcleos cada um capaz de executar quatro “threads” simultâneas. Portanto, se ele não foi “feito por encomenda” para processamento gráfico (a Intel relutaria bastante em afirmar que sim, porém também não afirma peremptoriamente que não), tem todo o jeito de ter sido.

Mas ainda assim Mr. Seiler tem razão: o Larrabee não é uma UGP. E, na palestra, citou três razões para justificar esta afirmativa.

A primeira é que cada núcleo do Larrabee é um processador Intel completo, capaz de multitarefa preemptiva, acesso à memória virtual e a uma hierarquia de cache coerente.

A segunda é que a intercomunicação entre componentes (o “ring”) é um barramento de baixíssima latência e alta taxa de transferência unindo caches de primeiro e segundo níveis e sincronização rápida entre núcleos e caches.

A terceira é que, não tendo componentes “dedicados” (com exceção dos poucos módulos de função fixa), a maioria dos gargalos serão eliminados mediante a redistribuição de tarefas entre núcleos, o que resultará em uma funcionalidade mais flexível e equilibrada.

Mas o que tem tudo isto a ver com renderização de imagens?

Tudo. Lembra da coluna anterior? Da explicação sobre as dificuldades de gerar imagens renderizadas por traçado de raios devido à grande capacidade de processamento que demanda?

Pois bem: segundo os especialistas, o cálculo da trajetória de raios luminosos não difusos originados de reflexos nas superfícies representadas nas imagens, especialmente aqueles que são refletidos sucessivamente por diferentes superfícies (“multibounce specular reflections”), assim como o cálculo da trajetória de raios refratados em superfícies transparentes, apresentam enorme demanda de capacidade de processamento. Por outro lado seu alto grau de coerência facilita bastante seu cálculo por sistemas que adotam o processamento paralelo, especialmente de instruções aplicadas simultaneamente a dados múltiplos (processamento SIMD, de “Single Instruction, Multiple Data”). Exatamente como o adotado pelos núcleos múltiplos da arquitetura Larrabee (ver Figura 2).

Portanto, até pode ser que o Larrabee não seja uma UGP e nem sequer tenha sido concebido especialmente para processamento gráfico baseado no traçado de raios (“ray tracing”) e que tenha muitas outras aplicações. Mas que parece ter sido feito sob medida para este fim, lá isto parece.

E o fato do Larrabee ter sido discutido exclusivamente nas seções técnicas do IDF referentes à computação visual é um bom indicador que logo teremos uma UGP Larrabee.

Incidentalmente: em todos os IDFs de que participei, e foram muitos, nunca vi a Intel fazer tanto barulho em torno de um dispositivo que ainda não está “no silício” (ou seja, do qual não existe sequer um protótipo fabricado). O Larrabee foi a exceção que confirma a regra e o fato não deixou de ser mencionado pela própria Intel.

Há quem diga que isto se deve a uma estratégia de mercado. Que todo este estardalhaço em torno da CVC (Computação Visual Conectada) é a forma que a Intel encontrou para, digamos, “assustar” a concorrência informando não somente que o tema da computação gráfica não escapa da sua área de interesse como também que está começando a trabalhar nele com afinco.

E por “concorrência” entenda-se não apenas a AMD, que desde a aquisição da ATI, há dois anos, vem se dedicando a desenvolver um processador híbrido, incorporando as funções de processamento de dados e de gráficos (programa “Fusion”, anunciado em outubro de 2006; veja as últimas novidades neste artigo de Joel Hruska na “ars technica”), como também a NVIDIA, com suas formidáveis placas gráficas de alto desempenho.

Eu não sei não, mas pelo que eu vi no IDF, se tudo aquilo é para assustar a concorrência eu, se fosse concorrente, estaria um bocado assustado...

[RUMOR] CGPU Intel LARRABEE
Rumor Bomba:Larrabee é 5 vezes mais rápido que NVIDIA / AMD
Sim, o título foi esse mesmo, uma notícia circulou pela internet rapidamente e foi removida do site onde apareceu, dizendo que o Larrabee é 5 vezes mais rápido que a atual tecnologia da Nvidia e AMD. Esta nova CGPU, consistirá de 64 pequenos processadores x86 totalizando 2 bilhões de transistores, também teremos versões com 32 processadores , tais CGPUs serão clocadas a 2GHz, sendo capaz de executar para cada núcleo 16 operações de vetor por ciclo, totalizando 1024 ao todo, para efeito de comparação, a HD4870 permite executar 800 por ciclo e a GTX280 consegue 240, claro, presumindo que isso possa ser comparado desta forma :


Intel Larrabee: 1,024 vectors at 2GHz
NVIDIA Geforce GTX 280: 240 vectors at 1.6GHz
AMD Radeon HD 4870: 800 vectors at 725MHz.


Larrabee seria de 4 a 5 vezes mais poderoso que qualquer coisa disponível em 2008.











XtremeSystems

O primeiro processador Larrabee da Intel terá 48 núcleos ?


Segundo os rumores que circularam pelos corredores do IDF, o Larrabee terá 48 núcleos.

As especulações referentes ao número de núcleos são parecidas com os lances do eBay. Já falaram sobre 12 no mês de fevereiro e algumas pessoas até mesmo se aventuraram a falar de 80. Atualmente, os nossos colegas do Fudzilla afirmaram que o número mágico é 48.

Vale destacar que o Larrabee será integrado pelos núcleos P54C e ele deverá estar disponível no ano que vem ou até mesmo em 2010.

O limite de 48 núcleos vem do constrangimento gerado pelo TDP e devido ao calor dissipado. Além disso, a Intel tem a difícil tarefa de garantir que todos os 48 núcleos serão utilizados, o que não vai ser uma tarefa fácil.



Fonte: Presence-PC

Larrabee para desktop em 2010


Segundo os últimos rumores, o Larrabee para estações de trabalho deverá ser lançado em 2009, mas a versão para computadores desktop deverá chegar em 2010.

Muitos afirmaram que a Intel pretendia lançar o seu processador gráfico na segunda metade de 2009, mas agora parece que somente uma versão para estações de trabalho será vista no próximo ano.

Este mercado é mais lucrativo do que o mercado de computadores desktop ou de notebooks, mas, no entanto, ele exige drivers impecáveis e uma estabilidade a toda prova. Portanto, a Intel vai ter de trabalhar duro, mas enquanto isso a companhia ainda sofre com drivers pouco gloriosos para os seus IGPs.

Fonte: Presence-PC

Larrabee might not have a Windows XP driver
Just Vista and Windows 7
Our sources have told us that Larrabee might not have Windows XP drivers and that the software team will only focus on Vista and Windows 7.

Since the first products will go after the professional market it's highly likely that we will see a Linux driver as some of the professional guys use Linux; but from what we know there might not be a Windows XP driver.

Intel simply wants to move away from this operating system and invest its development time in the future, which is obviously Windows 7. The Vista driver is reality, as this operating system is gaining market share as we speak, as most of the systems do come with Vista and you almost don’t have a choice to go back to Windows XP, especially when you buy your PC in a local retail store.

Desktop / gaming Larrabee will probably come much later after workstation, simply as workstation driver is complex and hard but at the same time you only need to optimize OpenGL, as this is what most of the workstation software uses, while in gaming DirectX plays a much more important role.

Larrabee comes in 2H 2009

Workstation

The first Larrabee will come as a workstation product, positioned in the high-end market and we heard that this should happen in the second half of 2009. Intel wants to attack the most profitable market, which is obviously Nvidia's cash cow. Today Nvidia holds around 85 per cent of this market and both ATI and Intel want a piece of this action in 2009.


Workstation drivers are a complex thing, but based on OpenGL (as this is what most of the workstation applications use) you still need to optimize this driver to perfection to get the desired results from it and to hope to gain performance leadership in this market.

Workstation market is very attractive, as the margins on these products are as high as sixty percent, while when you sell a high-end graphics card you can only hope to get a fifteen percent margin. This gives you a clear idea why companies want to be the part of this lucrative market.

The desktop, gaming Larrabee comes later, in 2010.

Existe o GPGPU, que permite que alguns processos que seriam processados pelo CPU passem a ser processados pela GPU, certo?

Existe o CuDA da nVidia, que é uma espécie de aplicativo que aperfeiçoa o uso de GPGPU, seja em aplicativos gráficos, ou não, certo?

Então, para aproveitar este conceito de GPGPU, surge o Larrabee, que não é nem um CPU e nem um GPU. É um chip muito parecido com um CPU Intel atual, que funciona de forma parecida com uma GPU atual (utilizando GPGPU e CuDA), certo?

Quer dizer então que o Larrabee, embora pareça ter sido feito exclusivamente para processamento gráfico, não é exclusivamente para isso. É bastante flexível, podendo processar diversos tipos de processos. Nesse caso, o CPU serviria apenas para interligar os componentes, o trabalho pesado seria feito por esse treco (CPU ou GPU?) chamado Larrabee, certo?

Será que estamos perto do fim dos CPUs?

Se não me engano a Intel ja fez alguma demonstração de um dispositivo de ponto flutuante por volta de 2002/2003, sera remake ou agora é pra valer?

Enquanto ela utiliza somente um chip, o CuDA da nVidia usa um CPU e uma GPU (em placas de vídeo extremamente consumistas) separadamente, o que reflete em um consumo elétrico e aquecimento mais elevados...

apterix disse:

O Larabee será um hardware separado, não substituirá a CPU.

Mas trabalharia ao lado de um processador Intel com instruções x86. Mas aí eu repito a primeira pergunta desse post...