インテル、2024年に向けたCPUとGPUのコンボ・アーキテクチャ「ファルコン・ショアーズ」を発表

Oliver Peckham

インテルは、2022年の投資家説明会を開催し、間近に迫ったCPU「Sapphire Rapids」から注目のGPU「Ponte Vecchio」まで、あらゆる話題を取り上げた。しかし、その説明会の概要の中には、新しい名前が含まれていた。「Falcon Shores 」は、「x86とXe GPUを1つのソケットに統合する新しいアーキテクチャ 」と説明されている。

この発表は、バーチャル分科会の最後に、Raja Koduri（インテルのAXG（Accelerated Computing Systems and Graphics）グループのシニアバイスプレジデント兼ゼネラルマネージャー）がわずか数分で行ったもので、簡潔なものだった。

ファルコン・ショアーズ（Falcon Shores）

コードネーム 「ファルコン・ショアーズ」と呼ばれる全く新しいアーキテクチャに取り組んでいる」とKoduriは語る。「ファルコン・ショアーズは、x86とXeのGPUアクセラレーションをXeonソケットに統合し、次世代のパッケージング、メモリ、I/O技術を活用して、大規模なデータセットを計算するシステムや巨大なAIモデルをトレーニングするシステムのパフォーマンスと効率を大幅に改善します。」

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「ファルコン・ショアーズは、大幅に簡素化されたGPUプログラミングモデルにより、単一のソケットで、1ワットあたり5倍以上の性能、5倍以上の計算密度の向上、5倍以上のメモリ容量と帯域幅の改善を実現すると期待しています。」 と続けた。「ファルコン・ショアーズは、オングストロームプロセス技術、次世代パッケージング、インテルが開発中の新しい広帯域共有メモリ、業界をリードするI/Oなど、印象的な一連の技術の上に構築されています。このアーキテクチャは、現在のディスクリート・ソリューションよりもはるかに広範なワークロードに高速化をもたらすものであり、非常に期待しています」と述べている。

ロードマップによると、Falcon Shoresは2024年を予定しています。

クーデター？

インテルのファルコン・ショアーズのコンセプトを、Nvidiaが近日発表するCPU「Grace」になぞらえることができるかもしれない。このCPUは、Nvidia初のArmベースのプロセッサであり、ファルコン・ショアーズと同様に、自社製GPUと緊密に連携するよう設計されている。Nvidiaの場合、Graceは次世代のNvidia NVLinkと将来のArm Neoverseコアを使用して、CPUとGPUの比率を1対1にしてGPUと接続する。「Grace」が発表されたのはほぼ1年前(2021年4月)で、Nvidiaはファルコン・ショアーズより1年早い2023年を予定している。

サファイア・ラピッズ（Sapphire Rapids）

しかし、これらはいずれもまだ先の話であり、Koduriはファルコン・ショアーズよりもはるかに近い将来の計画を紹介した。例えば、インテルの次世代Xeonであるサファイア・ラピッズ（Sapphire Rapids）は、来月から一部の顧客向けに出荷が開始される。

「サファイア・ラピッズは、ワークロードに最適化されたパフォーマンスの基準を引き上げ、業界の新しいスタンダードとなります。また、サファイア・ラピッズは、重要なメモリやインターコネクトの規格でも業界をリードします。例えば、PCIe（および）DDR5、さらにはインテルが業界をリードした新しい高速キャッシュコヒーレントインターコネクトCXLなどです。」

サファイア・ラピッズには高帯域幅メモリ（HBM）も搭載される予定で、インテルはイベント中、これを強調していた。Koduriは、「我々の戦略は、（Xeonの）この基盤をベースにして、さらに高いコンピュートとメモリの帯域幅に拡張していくことです」と述べた。「まず、Xeon CPUのパッケージに統合された高帯域幅メモリ（HBM）を導入し、CPUのワークロードにGPU並みのメモリ帯域幅を提供します」。HBMを搭載したサファイア・ラピッズは、2022年の後半に出荷される予定だとKoduriは述べている。

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ポンテベッキオ（Ponte Vecchio）

サファイア・ラピッズよりも少し離れたところにあるのがポンテベッキオ（Ponte Vecchio）である。IntelのディスクリートXe GPUは、米国のエクサスケールスーパーコンピュータAuroraの心臓部として使用される予定である。当初2021年に予定されていたAuroraは、現在（表向きには）2022年後半に予定されており、これはIntelのプロセスノードの課題と、それに伴うポンテベッキオの遅れと軌を一にしている。当初はインテルの7nmプロセス（現在のインテル4）を使用する予定だったが、ポンテベッキオのメインコンピュートタイルはTSMCのN5プロセスで製造されている。

Koduriは、「スーパーコンピュータ “Aurora “のプログラム向けに、このGPUを今年の後半に提供する予定です。この製品は着実に進歩しており、このGPUの初期のリーダーとしての性能結果をお見せできることを楽しみにしています」。そのために、金融サービスのワークロードベンチマークにおける未確認の競合製品との性能比較を紹介し、量産前のポンテベッキオ・ユニットは、「現在の市場で最も優れたソリューションよりも大幅に性能が向上している 」と述べた。

oneAPI

インテルの近未来戦略を支えているのは、oneAPIというプログラミングモデルだ。

Koduriは「ポンテベッキオとXeon HBMを組み合わせることは、ハードウェアの観点からは素晴らしいことですが、同様に重要なのは、既存のXeon HPCやAIソフトウェアのベースで、そのハードウェア技術をシームレスかつ透過的に活用する方法をもたらすことです」と語る。「そのためには、当社のOneAPIオープンエコシステムが重要になります。OneAPIは、Xeonソフトウェアのエコシステムをシームレスに活用できるように設計されており、ソフトウェア開発者は1つのコードベースでさまざまなCPUやアクセラレータを扱うことができます。OneAPIをオープンなエコシステムにすることで、現在のGPUアクセラレータがHPCやAIで使用しているクローズドでプロプライエタリなプログラミング環境の障壁を移動させます。」 とコメントしている。

Koduriはさらに、インテルは 「Xeon HBMとポンテベッキオが誰にとってもアクセスしやすくなることで、今年は我々のオープンなアプローチを開発者が採用することに多大な勢いがある 」と期待している。

…そしてその先へ

「2023年のXeon HBMとPVCのためのフォローオン製品も控えています 」と彼は言う。その中には インテル7プロセスノードの次世代Xeonプロセッサ「エメラルドラピッド（Emerald Rapids）」も入っている。

2024年になると、ファルコン・ショアーズに戻る。2024年には、もうひとつの次世代Xeon製品であるグラナイトラピッド（Granite Rapids）が発売される。これは、従来はインテル4プロセスに搭載される予定だったPコアプロセッサーが、インテル3プロセスにアップグレードされたものだ。グラナイトラピッドは、同じくIntel 3プロセスを採用したEコアのXeonプロセッサであるシエラ・フォレスト（Sierra Forest）とともに発売される。

インテルの最新Xeonロードマップでは、パフォーマンス／効率のデュアルトラック・スキーマが採用されている。