カリフォルニア州クパティーノ発 ― インテルは今月初めに開催されたデータセントリックサミットでCascade Lakeプロセッサを正式に発表しましたが、詳細はごくわずかでした。しかし、Hot Chips 2018では、次期データセンター向けチップに関する詳細情報を公開しました。主な開発内容としては、SpectreとMeltdownに対する新たなシリコン内パッチ、そしてOptane Persistent Memoryのサポートなどが挙げられます。同様のシリコン内パッチは今年後半にデスクトップPC向けプロセッサにも導入される予定ですが、インテルはどのプロセッサに緩和策が適用されるかという具体的な情報をまだ提供していません。
Intelは、プロセッサの具体的なSKU、仕様、価格などの詳細を発表していませんが、Cascade Lakeは今年後半に市場投入される予定です。正式な発売は間もなく行われると予想されます。
バリアント3（別名メルトダウン）は、シリコンレベルで完全に対処された唯一の脆弱性です。既存のSpectreとMeltdownのパッチを組み合わせた場合、一部のエンタープライズワークロードではパフォーマンスのオーバーヘッドが最大10%に達する可能性があり、シナリオによってはストレージアクセスでさらに大きな損失が発生する可能性があります。これらの予測は新しいハードウェアに基づいていますが、古いプロセッサではパフォーマンスの低下がさらに大きくなる可能性があります。
Intelはバリアント1および2において、OSベースのパッチ、あるいはその組み合わせに依存し続けているため、シリコン内パッチではパフォーマンスの低下が完全に解消されない可能性があります。Cascade Lakeは健全なアップグレードサイクルを促進すると予測していましたが、これはユーザーがセキュリティに関心を持っているからではなく（ファームウェアやソフトウェアのパッチを通じて既にセキュリティは確保されています）、セキュリティ関連のオーバーヘッドが軽減されることでパフォーマンスが向上するためです。ハードウェアパッチの範囲が限定されているため、データセンターが通常の更新サイクルよりも早くアップグレードを行う意欲は減退する可能性があります。
いずれにせよ、SpectreやMeltdownで使用されたのと同じ手法に基づく新たな亜種が定期的に出現し続ける中、新たなシリコン内緩和策は将来の脆弱性への対処に役立つ可能性があります。Intelはマイクロアーキテクチャの変更の具体的な内容について一切詳細を明らかにしていませんが、おそらくそれには正当な理由があるのでしょう。業界全体と同様に、Intelもセキュリティ研究者や、国家レベルから一般的なハッカーに至るまで、様々な悪意ある攻撃者と猫とネズミの追いかけっこを繰り広げているため、修正に関する情報を過度に公開するのは賢明ではありません。
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シリコン内パッチの範囲が限られていることから、これらの脆弱性の影響を受けた他の多くの企業と同様、Intel もまだ問題解決の初期段階にあることがわかります。
Cascade Lakeは、28コアの上限、最大38.5MBのL3キャッシュ、新しいUPI（Ultra Path Interface）、最大6つのメモリチャネル、AVX-512のサポート、最大48のPCIeレーンなど、Xeon Scalableラインナップと同じ基本設計要素を多く備えています。そしてもちろん、既存世代と同じソケットに差し込むことができます。
インテルの最も注目すべき進歩はプロセス面にあります。同社は14nm++プロセスに移行しました。インテルによると、この最新プロセスにより、周波数と消費電力が向上し、ダイ上の重要な速度パスに的を絞った改善が可能になったとのことです。
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Intelはまた、機械学習や推論で一般的に使用される小さなデータ型向けに命令を最適化する新しいVNNI（Vector Neural Network Instructions）のサポートも追加しました。VNNI命令は、3つの命令を統合することでint8（VPDPBUSD）のパフォーマンスを向上させ、2つの命令を統合することでint16（VPDPWSSD）のパフォーマンスを向上させます。これらのAVX-512命令は、演算中も通常のAVX-512電圧/周波数曲線内で動作します。
これらの命令は、コアあたりのパフォーマンスを大幅に向上させ、32ビット浮動小数点演算性能が期待通り2倍、3倍に向上します。Intelはディープラーニング分野で着実に進歩を続けており、Xeonは他のどのタイプのプロセッサよりも多くの推論ワークロードを実行していると主張していることを考えると、これは重要な意味を持ちます。Intelは、ソフトウェアライブラリとフレームワークの重点的な改良により、既存のXeonスケーラブルプロセッサでCaffe ResNet50のパフォーマンスを5.4倍向上させたと主張しています。また、VNNI命令の追加により、Cascade Lakeでは純増が最大14倍になると予測しています。
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Intelの現行Xeonスケーラブル・プロセッサは、Optane DC Persistent Memory DIMMをサポートしていません。これらの新しいDIMMは、通常のRAMスティックと同様にDRAMインターフェースに挿入されますが、容量は128GB、256GB、512GBの3種類があります。
IntelはDIMMをサポートするために新しいメモリコントローラを設計しました。DIMMはJEDEC標準DIMMスロットと物理的にも電気的にも互換性がありますが、Intel独自のプロトコルを採用しており、これはおそらく永続メモリへのデータ書き込みに起因する不均一なレイテンシに対処するためでしょう。IntelはOptane DIMMが通常のDIMMスロットとメモリチャネルを共有できることを確認しましたが、これは今年初めのLenovoの発表で既に明らかでした。
インテルは、Data-Centricイベントにおいて、遅れていたOptane DIMMを大量出荷すると発表しました。おそらくGoogle向けと思われますが、GoogleはSAP Hannaワークロードにこのモジュールを採用すると発表したようです。つまり、Googleは次世代Cascade Lakeプロセッサを既に保有している可能性が高いということです。これは、インテルが新型サーバープロセッサを一般販売開始前にスーパーセブン（+1）のメンバーに販売する習慣があることを考えると、驚くべきことではありません。インテルは最近、クラウドサービスプロバイダー向けの新型サーバープロセッサの50%以上が特別にカスタマイズされたバリアントであることを明らかにしました。そのため、他のハイパースケーラー数社も既に新型プロセッサを保有している可能性が高いと考えられます。
Intelはまた、今年初めに明らかになった永続メモリDIMM向けの新しいソフトウェアおよびプログラミングモデルに関する情報の多くを改めて発表しました。これらのモデルは主にNVDIMMの既存の改良点を踏襲したものです。Intelはまた、標準ドライバとファイルシステム層を省略してメモリへの高速アクセスを実現するオープンソースの永続メモリ開発キット（PDMK）を市場に投入しています。
ポール・アルコーンはTom's Hardware USの編集長です。CPU、ストレージ、エンタープライズハードウェアに関するニュースやレビューも執筆しています。
