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Lancée en 2018, la nouvelle structure de processeur, XPU, pourrait bien être la plus robuste à l'heure actuelle. Elle se base sur une configuration précise pour répondre aux attentes des utilisateurs, notamment dans le domaine de l'intelligence artificielle.
« Un nouvel âge d'or pour l'architecture informatique ». Cette annonce de John L.Hennessy et de David A. Patterson résume parfaitement la performance des processeurs XPU. En effet, cette approche permet d'accélérer la capacité de calcul Machine Learning d'un outil bien précis. C'est une aubaine, surtout pour les entreprises IA. D'ici peu, on pourra bénéficier d'une nouvelle génération d'intelligence artificielle, capable de répondre aux prompts avec une rapidité exceptionnelle.
XPU : qu'est-ce que c'est ?
Tout le monde connaît les GPU, les CPU, et les NPU. Mais les XPU, qu'est-ce que c'est ? Il y a très peu d'articles mentionnant cette architecture de processeur. Toutefois, les géants de la high-tech ont rédigé un résumé pour définir cette approche innovante.
« Un XPU est une solution informatique multiarchitecture complète couvrant tous les principaux types de puces, tous réunis en une seule interface de programmation d'application attribuant chaque tâche à la puce la mieux adaptée pour la traiter », résume Pal Gilsinger dans un de ses articles.
Samsung Foundry et Baidu ont exploité cette technologie pour concevoir une puce IA surpuissante. C'était en 2018. Le concept n'est pas nouveau. Toutefois, cette architecture est encore méconnue du grand public. D'ici peu, elle sera la base de toutes les nouvelles générations d'IA.
La solution pour résoudre les problèmes liés à la technologie
Auparavant, les CPU suffisaient pour prendre en charge les données dans un ordinateur. Les ingénieurs ont ensuite mis en place les GPU pour se focaliser principalement sur le graphisme. Pour les réseaux, ils ont conçu les NPU.
Cependant, ces inventions ont des failles. En effet, la consommation des données augmente de plus en plus. En moyenne, une personne a besoin de 1 Go/j, une voiture autonome de 50 Go/j, une entreprise high-tech, et un hôpital connecté de 3 To/j. Le traitement de ces données nécessite un supercalculateur. Dans le cas contraire, le système connaît un bug.
Les spécialistes d'Intel ont alors trouvé une solution efficace. L'architecture XPU, qui combine toutes les innovations auparavant (GPU, CPU, FPGA, etc.). Selon les rapports d'Intel, la XPU est capable de prendre en charge les données locales, le cloud, l'IA, et les stockages.
Quels sont les avantages de l'architecture XPU ?
Le traitement de données est la base de la majorité des activités. Mais avec l'émergence de la haute technologie, cette notion ne suffit plus. Il y a une autre variable dans l'équation : le temps. Il faut alors analyser les données au bon moment afin de les exploiter au mieux.
Ce concept est valable dans tous les secteurs. Par exemple, les professionnels de marketing doivent examiner les données en temps réel pour améliorer la performance de leurs campagnes publicitaires.
Cependant, le traitement rapide des données nécessite une quantité d'énergie considérable. Les spécialistes d'Intel ont créé une architecture puissante et efficiente. C'est la fameuse XPU. Voici les avantages majeurs de cette innovation.
Faible temps de latence
Avec l'architecture XPU, la latence est mesurée en millisecondes. Dans certaines situations, la rapidité des calculs peut atteindre la barre des microsecondes. C'est un avantage considérable, surtout pour les assistants numériques, ou le traitement de vidéo.
Performances accrues
La puissance des XPU est calculée en Go/s ou en images/s. Ces unités de mesure illustrent parfaitement la performance de cette architecture. En effet, elle est capable de traiter une base de données conséquentes en un temps réduit.
XPU et oneAPI : les innovations d'Intel pour améliorer l'expérience des utilisateurs
L'architecture XPU est la combinaison des différentes technologies actuelles. GPU, FPGA, VPU, CPU, ou autres. Cependant, ces éléments ne peuvent pas fonctionner en même temps. Les besoins dépendent des attentes des utilisateurs. Pour coordonner le tout, Intel a lancé un logiciel efficace. C'est oneAPI, un outil de référence pour les développeurs.
Ce « modèle de programmation unifié intersectoriel » permet de choisir une architecture selon la charge de travail. Cependant, les autres éléments peuvent toujours tourner en arrière-plan pour améliorer le rendu.
L'approche d'Intel est alors très avantageuse pour les utilisateurs. En effet, la performance sera accrue avec la stratégie inter architectures. En même temps, Intel va diminuer les coûts de développement. Tout le monde pourrait exploiter les performances de l'architecture XPU à travers oneAPI. D'ici peu, plusieurs outils IA vont se baser sur ce concept efficace d'Intel.
XPU Manager, une des branches de OneAPI
Afin de faciliter l'utilisation de l'architecture XPU, Intel a mis en place un outil open source pour les utilisateurs. XPU Manager se focalise alors sur la gestion des GPU Intel Data Center. L'usager peut mieux configurer ses appareils locaux, et à distance. Dans le premier cas de figure, l'intéressé passe par l'interface CLI. Pour une commande à distance, il doit utiliser l'API RESTful.
XPU Manager dispose de plusieurs fonctionnalités clés. Les gestionnaires de charges de travail sont les références. Mais il est possible d'améliorer la surveillance des différentes puces, et même du stockage cloud. En cas de besoin, XPU Manager peut effectuer la mise à jour des différents composants. C'est une étape nécessaire pour maximiser la performance d'appareil en question. Enfin, l'outil se focalise aussi sur le développement de la puissance du GPU. Un diagnostic multiniveau est disponible pour détecter les failles.
Great Cross Architecture Challenge, le summum de XPU
Intel a lancé une compétition pour trouver les meilleurs utilisateurs de oneAPI. Les utilisateurs devaient créer des applications grâce à XPU. Les concurrents ont les outils d'Intel à leurs dispositions. En plus de l'aspect de tournoi, ce concept d'Intel montre la performance de XPU dans le monde du high-tech.
« Les participants au Great Cross Architecture Challenge ont démontré le potentiel de oneAPI. Grâce à son utilisation, ils ont pu écrire du code pour des architectures matérielles hétérogènes avec une gamme diversifiée d'applications. Des personnes du monde entier ont pu accéder à une technologie de pointe grâce à ce défi pour les développeurs » explique Maria Girone, directrice de la technologie CERN openlab.
Selon Katherine Riley, directrice scientifique à Argonne Leadership Computing Facility, cette compétition était une opportunité pour explorer les capacités d'oneAPI.
Le prix était à la hauteur du niveau des participants. Les gagnants ont obtenu un stage openlab au CERN, ou la somme de 8000 dollars. Ils ont aussi l'opportunité de contribuer à un projet oneAPI. Une visite spéciale était au rendez-vous pour voir les infrastructures du CERN. Toutefois, les gagnants peuvent échanger ce prix à la somme de 5000 dollars.
D'autres participants prometteurs ont aussi reçu la somme de 500 dollars grâce à la qualité de leurs travaux.
L'IA sauve les récifs coralliens… grâce à XPU
L'architecture XPU a déjà fait ses preuves sur papier. Elle est aussi exploitée par les géants du high-tech. Mais est-ce que cette technologie peut contribuer à la protection de l'environnement ?
La réponse est un oui, avec le Project : CORail d'Intel. Ce dernier consiste à utiliser l'IA, la performance de l'architecture XPU, ainsi que des caméras intelligentes pour protéger les récifs coralliens.
« La puissante combinaison de l'IA et de l'informatique de périphérie peut rendre les données plus performantes pour permettre d'obtenir plus rapidement des informations qui aident les chercheurs et les spécialistes de la conservation à prendre des décisions importantes », explique Intel sur son site.
Les appareils high-tech, boostés par XPU vont alors analyser les récifs coralliens dans différentes zones maritimes de la planète. Les chercheurs vont ensuite étudier les images afin de lancer un plan de restauration. Déployé en 2019, le projet a déjà rassemblé plus de 40 000 images.
« Chez Intel, nous mettons l'accent sur la responsabilité sociale et sur la nécessité de faire une différence et d'avoir un impact sur les communautés avec lesquelles nous travaillons. Nous avons examiné le problème que CORail essayait de résoudre, et avons découvert qu'en associant plusieurs technologies de la plateforme Intel, nous pourrions le résoudre efficacement » explique Patrick Dorset, vice-président du groupe des solutions programmables du marketing produit d'Intel.
Comment ça marche ?
Une fois les problèmes détectés, les chercheurs vont construire des plateformes en béton pour servir de supports aux récifs coralliens instables. Cette approche permet de renforcer la solidité de cet écosystème importante pour le monde sous-marin.
Des plongeurs vont ensuite installer des caméras équipées du logiciel Video Analytics Services Plaform (VASP). Ces appareils identifient et analysent le mouvement des poissons. Les données en temps réel, traité par XPU seront envoyées aux chercheurs. La prise de décision s'effectue en fonction des informations collectées.
« Project: CORail est un exemple incroyable qui démontre comment l'IA et la technologie de périphérie peuvent être utilisées pour aider les chercheurs à surveiller et à restaurer le récif corallien. Nous sommes très fiers de nous associer à Accenture et à la fondation environnementale Sulubaaï dans cet effort important pour protéger la planète » explique Rose Schooler, vice-présidente du groupe de vente et de marketing chez Intel.
Avec cette lancée, l'IA pourrait bien contribuer à la protection de l'environnement. Les spécialistes doivent considérer cette approche pour diversifier les stratégies.
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