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En el evento AI Everywhere de Intel de 2023, Intel presentó una actualización radical de su arquitectura de procesamiento, incluida en sus procesadores Core Ultra móviles y procesadores Core Ultra de escritorio, cuyo lanzamiento está previsto para 2024. Las arquitecturas combinan núcleos de CPU tradicionales de alto rendimiento con núcleos especializados para tareas de bajo consumo, aceleración de gráficos y aceleración de IA. Las últimas CPU Xeon de quinta generación, también anunciadas en el evento, se centran en el rendimiento del servidor y agregan núcleos de coprocesador para la aceleración de la IA en la nube.
Vista separada del procesador móvil Core Ultra
Según la visión corporativa de Intel, el futuro del procesamiento de IA está tanto en la nube como en el borde. La compañía predice que para 2028, el 80% de todas las PC serán “PC con IA”, equipadas con coprocesadores de IA.
Intel está cambiando a unidades de procesamiento neuronal
Los coprocesadores de IA de Intel, llamados Unidades de Procesamiento Neural (NPU), son la última gran innovación. Combinados con los otros núcleos de CPU especializados, Intel espera que los nuevos procesadores aumenten el rendimiento general al tiempo que reducen el consumo de energía y reducen el costo total de propiedad (TCO).
La arquitectura diversificada de estos dispositivos combina múltiples núcleos especializados empaquetados en un sistema basado en chiplets. Los chiplets permiten mayores rendimientos al reducir el espacio de silicio para cada procesador y optimizar las obleas de silicio para el propósito de cada chiplet. Como la mayoría de los aceleradores de IA, las NPU de Intel dependen en gran medida de unidades MAC (acumulación múltiple). MAC acelera operaciones de multiplicación complejas al reducir la necesidad de mover datos entre la memoria y los registros.
Procesadores Intel Xeon de quinta generación con aceleración de IA incorporada
Intel lanzó los procesadores Xeon y móviles a finales de 2023, y los procesadores para PC de escritorio con Intel 4 están previstos para 2024. La tecnología de 4 procesos de Intel es un proceso de geometría de 7 nm que, según Intel, aumentará las velocidades de reloj en un 20 % con respecto al proceso de 7 de Intel (10 nm) para el mismo consumo de energía.
Core Ultra y 5th Gen Xeon son los primeros procesadores de 7 nm de Intel y las primeras CPU Core con geometrías de proceso más pequeñas desde 2019.
Desde numerosos núcleos idénticos hasta núcleos específicamente especializados
El procesamiento tradicional de IA en la nube utiliza unidades de procesamiento de gráficos (GPU) y unidades de procesamiento de tensores (TPU) para un procesamiento paralelo masivo y una optimización matemática matricial. Por esta razón, las CPU Intel convencionales han incluido durante mucho tiempo GPU. En la arquitectura Intel anterior, los núcleos principales de la CPU realizaban todas las tareas, independientemente de la carga informática. Esto daría como resultado que las tareas de baja carga consuman más energía de la necesaria y que los procesos de alta carga agoten los ciclos de la CPU. Además, el procesamiento especializado y computacional intensivo se dejaría en manos de los núcleos principales de la CPU, que no están optimizados para operaciones especializadas.
El procesador de servidor Xeon de Intel y sus CPU Core para dispositivos móviles y de escritorio históricamente han dependido de la velocidad y del software optimizado como solución alternativa. El nuevo sistema, con múltiples núcleos especializados, supone un alejamiento radical de la filosofía de “talla única” de simplemente aumentar el número de núcleos idénticos.
Aborde la IA en la nube de frente con Gaudi3
Además de los nuevos coprocesadores NPU, Intel anunció un sucesor del acelerador de IA de aprendizaje profundo Gaudi2. El acelerador de IA Gaudi3 está dirigido a la computación en la nube, el aprendizaje profundo a gran escala y los sistemas de IA generativa. Intel afirma que el Gaudi3 ofrece cuatro veces más rendimiento del BF16 que el Gaudi2.
El formato numérico BF16 (Brain Floating Point) se utiliza para mejorar el rendimiento de las matemáticas de punto flotante en los cálculos de IA. Es una variante de 16 bits del formato float32 IEEE 754. BF16 conserva los 8 bits exponentes del Float32 estándar, pero sólo conserva 8 bits de mantisa con dígitos significativos en lugar de los 24 bits de Float32. La IA se beneficia más del aumento de velocidad obtenido con el uso de matemáticas de 16 bits de lo que pierde con la reducción de la precisión de la mantisa. Gaudi3 también duplicará el rendimiento de la red y ofrecerá 1,5 veces el ancho de banda de Gaudi2.
IA en la nube, IA en el borde y procesamiento de grandes sistemas
Con las CPU de servidor Xeon, las CPU de estaciones de trabajo/portátiles y el acelerador Gaudi3, Intel ha ampliado su IA para cubrir casi todas las áreas principales de IA. El Gaudi3 encontrará un hogar en sistemas masivos de inteligencia artificial. Los Xeon de quinta generación aterrizarán en granjas de servidores para combinar el procesamiento de datos y las actividades tradicionales de los servidores con capacidades aceleradas de IA. Y las CPU Core Ultra para dispositivos móviles y de escritorio llevan la IA a los usuarios domésticos.
Todas las imágenes utilizadas son cortesía de Intel.
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