Intel представила новую архитектуру внутрипроцессорных соединений

На днях ведущий разработчик компании Intel, Ахилеш Кумар, опубликовал в своём блоге пост, в котором подробно описал новую внутрипроцессорную архитектуру, которая будет использоваться в новых чипах американского производителя. Архитектура получила название Intel Scalable Processor Platform, её главным конкурентов на данный момент является технология AMD Infinity Fabric. Чтобы понять, зачем Intel обновила структуру своих процессоров, нужно сперва работаться, в чём состояли недостатки старой технологии.

Как известно, в простых потребительских чипах пропускная способность внутренних шин особо не влияет на производительность. Совсем по-другому обстоят дела в серверных многоядерных процессорах. Для эффективной работы все ядра процессора должны вовремя получать свою порцию данных, иначе они могут простаивать впустую, что негативно скажется на эффективности всего чипа в целом.

Сейчас компания Intel использует в своих процессорах три типа кристаллов: LCC (Low Core Count), MCC (Medium Core Count) и HCC (High Core Count). Отельные кластеры ядер соединяются при помощи двунаправленных кольцевых шин. В кристаллах LCC используется одна такая шина, в MCC их две, но одна из них не полная, и только в HCC используются две полноценные шины.

Друг с другом эти шины соединяются с помощью буферизированных коммутаторов. Такая система далека от совершенства, так как при необходимости передать данные из одной шины в другую всегда возникает задержка в 5 тактов. Чем больше в процессоре ядер, тем больше становится задержка. Чтобы её компенсировать, коммутаторам приходится работать на очень высокой частоте, а это приводит к росту тепловыделения и потребляемой мощности.

В архитектуре Scalable Processor Platform компания Intel отказалась от кольцевых шин и перешла к сетевой топологии. Новая архитектура выполнена в виде двунаправленной решётки, контроллеры при этом располагаются по краям кристалла. В такой схеме полностью пропала необходимость использовать коммутаторы, а кольцевые шины остались только в пересечениях вертикальных и горизонтальных шин. Таким образом, новая архитектура получилась значительно более эффективной, чем старая; при этом она позволяет наращивать число ядер с гораздо меньшими жертвами.

Несмотря на то, что новая архитектура ещё дорабатывается, она уже нашла применение в чипах серии Knights Landing, что вполне логично, учитывая внушительное количество ядер у них.