Intel Larrabee: nová éra výpočetní techniky
27.8.2008, Petr Štefek, článek
Exotické pojmenování Larrabee coby nové technologie Intelu je možná revolucí v oblasti akcelerování grafiky ve hrách a jistě je políčkem do tváře sebevědomé Nvidie s platformou CUDA. Příští rok nás může čekat jedna z nejzajímavějších epoch akcelerace grafiky.
Kapitoly článku:
Grafické procesory se stávají stále flexibilnější a programovatelnější, což jasně dokazuje nasazení unifikované architektury shaderů pod rozhraním DirectX 10. Ještě nedávno bylo zcela pevně u GPU dáno, co má která výpočetní jednotka na starosti. Z toho samozřejmě plynula jistá omezení. Larrabee žadné podobné omezení nemá, protože se jedná o plně programovatelný čip. Neexistuje omezení rozhraním DirectX nebo OpenGL a stejně tak neexistuje žádné strachování o nekompatibilitu s budoucími verzemi rozhraní. Téměř snová představa, že ano?
Ilustrativní obrázek funkcí a možností kompilátoru Intel
Vývojář má tedy dvě možností, jak využít výkonu Larrabee. První je napsat vše pod rozhraními DirectX/OpenGL, tedy stejně jako by je psal pro standardní grafické akcelerátory Nvidia nebo AMD. Druhou možností je využití programovacího jazyka C/C++ s libovolným kompilátorem Microsoftu, Intelu nebo GCC. Larrabee může fungovat jako vše, co si budete jako vývojář přát.
Nvidia se svými grafickými akcelerátory jde ke stejnému výsledku z opačné strany. Snaží se využít specializované řešení v podobě svých grafických karet pro běžné výpočty, jako je zpracování a převod videa. To jí umožňuje platforma CUDA, která je schopna zpracovávat rovněž kód “Céčka”. Tak či onak, stále zde existují jistá omezení, která neučiní tuto platformu tak široce využitelnou jako je tomu v případě Larrabee a jeho x86 jader. Pro nové dítko Intelu neexistuje limitace v podobě čekání na uvolňování nových verzí použitelných programů pro platformu CUDA (například konvertor pro převod videa).
Vývojáři by měli podle logiky věci po Larrabee ihned skočit, protože jim umožní doposud nevídané věci. Bohužel vše se řídí potřebami trhu, a tak vyvojářská studia často zůstávají u toho, co je prověřené, na co jsou zvyklí a také v neposlední řadě toho, čeho je na trhu většina. Díky tomu, že Larrabee je schopno pracovat pod rozhraními DirectX a OpenGL, to nepředstavuje velký problém. Je pravděpodobné, že Intel bude muset vývojářům předvést daleko úžasnější věci než pouze Quake III s ray-tracingem. To sice vzbudilo velký ohlas mezi komunitou nadšenců a lidí, kteří ví, o čem ray-tracing je, ale obyčejný hráč si poklepal na čelo, kolem čeho že to dělá Intel takový humbuk a pokračoval dál.
Larrabee potřebuje speciální software pro renderování výsledné scény, jelikož veškerý OpenGL/Direct X kód je zpracováván „out of the box“. Intel vytvořil pro komunikaci mezi API software, který dokáže fungovat jako jakýsi prostředník mezi hardware Larrabee a rozhraními OpenGL/DirectX. To samozřejmě znamená určitou nevýhodu v menší rychlosti, než když je aplikace napsána přímo pro Larrabee. Softwarové referovaní je podle slov Intelu natolik optimalizované, že nehrozí žádné problémy s rychlostí.
Nepřehlédnutelnou exotikou je rovněž možnost, že vývojáři napíší část aplikace pro běh pod verzemi DirectX nebo OpenGL a funkce, které nejsou implementovány v současných verzích těchto API, jednoduše napíší v C/C++ a procesovat je bude přímo Larrabee. Krása tohoto řešení je v tom, že vývojáři budou omezeni pouze vlastními schopnostmi a výkonem několika desítek jader Larrabee. Nedělejme si ovšem iluze, že bychom se začali setkávat po příchodu tohoto dítka Intelu se zbrusu novými hi-tech vymoženostmi ve hrách.
Alfou a omegou úspěchu Larrabee bude rozpohybování současných her na úrovni konkurence, což Intel dobře ví. V případě, že by dokonce dokázal současná specializovaná řešení AMD/Nvidia překonat, by měl cestu volnou. Nedělejme si ovšem iluze. V současné době nikdo netuší, jak moc nebo málo je Larrabee ve srovnání se současnou generací grafických akcelerátorů výkonné. Intel vše drží v přísném utajení.
Nvidia tvrdí, že Intel nemůže vytvořit s Larrabee konkurence schopný produkt proti současným grafickým kartám z její produkce, neboť mu chybí dostatek zkušeností a také není v dostatečném kontaktu s komunitou herních vývojářů. Dalším odvážným prohlášením Nvidie je to, že spousta vývojářů je nadšená z Larrabee jen z nostalgie a vzpomínají na staré dobré dny herního průmyslu. To jsou samozřejmě nesmysly.
Dejme novým i starým vizionářům do rukou plně programovatelný hardware a tím jim jistě připomeneme staré časy softwarového renderování her, jako byl Doom 3 nebo Quake. Průkopníci 3D světa na počítačích jako je John Carmack (iD Software), Tim Sweeney (Epic) nebo Michael Abrash (Quake a nyní v týmu Larrabee) přivítají svobodu, jakou jim Larrabee dává, jistě s otevřenou náručí. Musíme se si uvědomit, jakou silou disponují a jak mohou ovlivnit současný trh svými vlastními rozhodnutími ohledně výběru technologie. Když se podíváme do historie, většina těchto osobností byla vědomky nebo nevědomky kopírována.
Larrabee jim totiž dá všechno, co potřebují pro další krok v evoluci počítačové grafiky. Budou moci experimentovat a hrát si, jediným limitem bude jejich genialita a výkon Larrabee. Pokud se týká samotného výkonu, tak je jasné, že i Larrabee se bude vyvíjet spolu s novými technologiemi, takže se můžeme velmi dobře za pár let dočkat podobného „general purpose“ akcelerátoru se stovkami jader na výrobním procesu v jednotkách nm a vylepšenou technologií. Pomalu tedy začíná být jasné, že sebevědomá prohlášení Nvidie o počítačové grafice se pomalu ale jistě přehodnocují, ať už vezmeme ray-tracing nebo plně programovatelné architektury. To vše společnost vehementně označovala za nepoužitelné.
Jak vidíte, rozdíl mezi pasterizovaným obrazem a ray-tracingem je propastný
Je velmi důležité, jak bude Larrabee přijmuto samotným Microsoftem, který je zodpovědný za vývoj současného DirectX rozhraní, jež se neustále posunuje kupředu a zároveň tvoří nutný standard pro vývojáře her a hardware. Bude se chtít Microsoft zbavit této devizy? Podle posledních poznatků společnosti, která považovala DirectX za eso ve svém rukávu, to není až tak růžové, jak předpokládala. To dokazuje pokus o propagaci nového systému Windows Vista exkluzivně rozhraním DirectX 10. Tato teorie fungovala pouze z malé části, většina Windows Vista byla distribuována s novými notebooky. Tak či onak na Microsoftu příliš nezáleží, neboť ať už se rozhodne jakkoli, tak Intel s Larrabee bude vždy splňovat požadavky na funkčnost nové verze DirectX. Jediným impulsem k upgradu bude pro potenciálního zákazníka výkon, kterého jak víme, není nikdy dost.
Ilustrativní obrázek funkcí a možností kompilátoru Intel
Vývojář má tedy dvě možností, jak využít výkonu Larrabee. První je napsat vše pod rozhraními DirectX/OpenGL, tedy stejně jako by je psal pro standardní grafické akcelerátory Nvidia nebo AMD. Druhou možností je využití programovacího jazyka C/C++ s libovolným kompilátorem Microsoftu, Intelu nebo GCC. Larrabee může fungovat jako vše, co si budete jako vývojář přát.
Nvidia se svými grafickými akcelerátory jde ke stejnému výsledku z opačné strany. Snaží se využít specializované řešení v podobě svých grafických karet pro běžné výpočty, jako je zpracování a převod videa. To jí umožňuje platforma CUDA, která je schopna zpracovávat rovněž kód “Céčka”. Tak či onak, stále zde existují jistá omezení, která neučiní tuto platformu tak široce využitelnou jako je tomu v případě Larrabee a jeho x86 jader. Pro nové dítko Intelu neexistuje limitace v podobě čekání na uvolňování nových verzí použitelných programů pro platformu CUDA (například konvertor pro převod videa).
Vývojáři by měli podle logiky věci po Larrabee ihned skočit, protože jim umožní doposud nevídané věci. Bohužel vše se řídí potřebami trhu, a tak vyvojářská studia často zůstávají u toho, co je prověřené, na co jsou zvyklí a také v neposlední řadě toho, čeho je na trhu většina. Díky tomu, že Larrabee je schopno pracovat pod rozhraními DirectX a OpenGL, to nepředstavuje velký problém. Je pravděpodobné, že Intel bude muset vývojářům předvést daleko úžasnější věci než pouze Quake III s ray-tracingem. To sice vzbudilo velký ohlas mezi komunitou nadšenců a lidí, kteří ví, o čem ray-tracing je, ale obyčejný hráč si poklepal na čelo, kolem čeho že to dělá Intel takový humbuk a pokračoval dál.
Larrabee potřebuje speciální software pro renderování výsledné scény, jelikož veškerý OpenGL/Direct X kód je zpracováván „out of the box“. Intel vytvořil pro komunikaci mezi API software, který dokáže fungovat jako jakýsi prostředník mezi hardware Larrabee a rozhraními OpenGL/DirectX. To samozřejmě znamená určitou nevýhodu v menší rychlosti, než když je aplikace napsána přímo pro Larrabee. Softwarové referovaní je podle slov Intelu natolik optimalizované, že nehrozí žádné problémy s rychlostí.
Nepřehlédnutelnou exotikou je rovněž možnost, že vývojáři napíší část aplikace pro běh pod verzemi DirectX nebo OpenGL a funkce, které nejsou implementovány v současných verzích těchto API, jednoduše napíší v C/C++ a procesovat je bude přímo Larrabee. Krása tohoto řešení je v tom, že vývojáři budou omezeni pouze vlastními schopnostmi a výkonem několika desítek jader Larrabee. Nedělejme si ovšem iluze, že bychom se začali setkávat po příchodu tohoto dítka Intelu se zbrusu novými hi-tech vymoženostmi ve hrách.
Alfou a omegou úspěchu Larrabee bude rozpohybování současných her na úrovni konkurence, což Intel dobře ví. V případě, že by dokonce dokázal současná specializovaná řešení AMD/Nvidia překonat, by měl cestu volnou. Nedělejme si ovšem iluze. V současné době nikdo netuší, jak moc nebo málo je Larrabee ve srovnání se současnou generací grafických akcelerátorů výkonné. Intel vše drží v přísném utajení.
Plně programovatelné „GPU“ – jaký má potenciál
Nvidia tvrdí, že Intel nemůže vytvořit s Larrabee konkurence schopný produkt proti současným grafickým kartám z její produkce, neboť mu chybí dostatek zkušeností a také není v dostatečném kontaktu s komunitou herních vývojářů. Dalším odvážným prohlášením Nvidie je to, že spousta vývojářů je nadšená z Larrabee jen z nostalgie a vzpomínají na staré dobré dny herního průmyslu. To jsou samozřejmě nesmysly.
Dejme novým i starým vizionářům do rukou plně programovatelný hardware a tím jim jistě připomeneme staré časy softwarového renderování her, jako byl Doom 3 nebo Quake. Průkopníci 3D světa na počítačích jako je John Carmack (iD Software), Tim Sweeney (Epic) nebo Michael Abrash (Quake a nyní v týmu Larrabee) přivítají svobodu, jakou jim Larrabee dává, jistě s otevřenou náručí. Musíme se si uvědomit, jakou silou disponují a jak mohou ovlivnit současný trh svými vlastními rozhodnutími ohledně výběru technologie. Když se podíváme do historie, většina těchto osobností byla vědomky nebo nevědomky kopírována.
 |  |
John Carmack (vlevo) – iD Software a Tim Sweeney (vpravo) - Epic Games (Unreal)
Larrabee jim totiž dá všechno, co potřebují pro další krok v evoluci počítačové grafiky. Budou moci experimentovat a hrát si, jediným limitem bude jejich genialita a výkon Larrabee. Pokud se týká samotného výkonu, tak je jasné, že i Larrabee se bude vyvíjet spolu s novými technologiemi, takže se můžeme velmi dobře za pár let dočkat podobného „general purpose“ akcelerátoru se stovkami jader na výrobním procesu v jednotkách nm a vylepšenou technologií. Pomalu tedy začíná být jasné, že sebevědomá prohlášení Nvidie o počítačové grafice se pomalu ale jistě přehodnocují, ať už vezmeme ray-tracing nebo plně programovatelné architektury. To vše společnost vehementně označovala za nepoužitelné.
Jak vidíte, rozdíl mezi pasterizovaným obrazem a ray-tracingem je propastný
Je velmi důležité, jak bude Larrabee přijmuto samotným Microsoftem, který je zodpovědný za vývoj současného DirectX rozhraní, jež se neustále posunuje kupředu a zároveň tvoří nutný standard pro vývojáře her a hardware. Bude se chtít Microsoft zbavit této devizy? Podle posledních poznatků společnosti, která považovala DirectX za eso ve svém rukávu, to není až tak růžové, jak předpokládala. To dokazuje pokus o propagaci nového systému Windows Vista exkluzivně rozhraním DirectX 10. Tato teorie fungovala pouze z malé části, většina Windows Vista byla distribuována s novými notebooky. Tak či onak na Microsoftu příliš nezáleží, neboť ať už se rozhodne jakkoli, tak Intel s Larrabee bude vždy splňovat požadavky na funkčnost nové verze DirectX. Jediným impulsem k upgradu bude pro potenciálního zákazníka výkon, kterého jak víme, není nikdy dost.
