今年6月德國(guó)萊比錫公布的最新全球Top500超級(jí)計(jì)算機(jī)榜單中，天河二號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)再次榮膺TOP500榜單的第一名。我們已經(jīng)知道天河二號(hào)采用了英特爾Xeon Phi融核協(xié)處理器技術(shù)，而英特爾中國(guó)區(qū)平臺(tái)產(chǎn)品事業(yè)部產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理湯煒偉先生介紹：全部500套上榜系統(tǒng)中，英特爾平臺(tái)系統(tǒng)共計(jì)427套，達(dá)到85.4%的比例。而在114套新晉系統(tǒng)中，111套系統(tǒng)都采用了英特爾處理器，達(dá)到97%的驚人比例。
面向百億億次 Intel發(fā)布下一代至強(qiáng)融核
同時(shí)，本次TOP500榜單中，應(yīng)用協(xié)處理加速器的系統(tǒng)共計(jì)64套，其中19套采用了英特爾Xeon Phi加X(jué)eon的微異構(gòu)系統(tǒng)，盡管從數(shù)據(jù)上看，英特爾Xeon Phi協(xié)處理器占據(jù)的臺(tái)數(shù)份額暫時(shí)而言并不高，但這19套Xeon Phi系統(tǒng)就貢獻(xiàn)了TOP500所有計(jì)算力的18%，可以體現(xiàn)Xeon Phi未來(lái)巨大的應(yīng)用潛力。
面向百億億次 Intel發(fā)布下一代至強(qiáng)融核
▲英特爾中國(guó)區(qū)平臺(tái)產(chǎn)品事業(yè)部產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理湯煒偉先生
全新TOP500榜單體現(xiàn)了英特爾處理器在超算領(lǐng)域的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，也展示Xeon Phi微異構(gòu)在未來(lái)超算系統(tǒng)突破百億億次門檻的進(jìn)程中的關(guān)鍵地位。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，英特爾主張的“微異構(gòu)”就是應(yīng)用至強(qiáng)融核協(xié)處理器(Xeon Phi)進(jìn)行計(jì)算加速的系統(tǒng)架構(gòu)，不同于Nividia和AMD所推廣的異構(gòu)計(jì)算，微異構(gòu)在對(duì)系統(tǒng)計(jì)算性能進(jìn)行加速的同時(shí)，與主流計(jì)算平臺(tái)采用了相近的X86架構(gòu)和指令集，這使得開(kāi)發(fā)者能夠更容易的將應(yīng)用程序代碼平滑的遷移到同屬X86架構(gòu)的至強(qiáng)融核協(xié)處理器中。
在最新TOP500榜單發(fā)布之際，英特爾終于正式揭開(kāi)了下一代“微異構(gòu)”平臺(tái)，代號(hào)為“Knights Landing”的新款Xeon Phi芯片的面紗。
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▲英特爾下一代微異構(gòu)平臺(tái)Xeon Phi
與其前身“Knights Corner”相比，它可提供超過(guò)3倍的峰值性能(每秒3萬(wàn)億次)，并采用全新的高速光纖技術(shù)——Intel Omni Scale fabric——以實(shí)現(xiàn)性能、可擴(kuò)展性、可靠性、以及功耗和密度的要求。內(nèi)存方面采用了和鎂光共同開(kāi)發(fā)的片上內(nèi)存，發(fā)布時(shí)集成的內(nèi)存容量為16GB，提供五倍于下一代DDR4的內(nèi)存帶寬，能效提升達(dá)5倍，僅需要1/3的空間。
特別值得一提的一點(diǎn)是，上一代Xeon Phi的產(chǎn)品形態(tài)是PCIe插卡形式，這種插卡形式意味著“Knights Corner”只能作為協(xié)處理器，通過(guò)PCIe接口與主處理器交換數(shù)據(jù)。而在這一代“Knights Landing”不僅僅提供PCIe的插卡形態(tài)，也會(huì)有安裝在主板插槽作為主處理器的產(chǎn)品形態(tài)，也就意味著，Xeon Phi將不僅僅是融核“協(xié)”處理器，完全可以作為主處理器獨(dú)立工作，將擁有更大的內(nèi)存容量和更短的IO路徑。
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▲英特爾中國(guó)區(qū)平臺(tái)產(chǎn)品事業(yè)部產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理湯煒偉
“這不僅僅是產(chǎn)品形態(tài)的變化，也是一個(gè)革命性的變化。”英特爾中國(guó)區(qū)平臺(tái)產(chǎn)品事業(yè)部產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理湯煒偉認(rèn)為，如果將Xeon Phi作為主CPU使用，那么Xeon Phi所集成的片上內(nèi)存，加上主板上的海量?jī)?nèi)存，相比PCIe插槽的應(yīng)用模式來(lái)說(shuō)，能提供更大的內(nèi)存容量。PCIe板卡上的內(nèi)存容量顯然無(wú)法與整機(jī)內(nèi)存容量相等，因而海量?jī)?nèi)存的應(yīng)用可能更適用于將Xeon Phi集成于主板的應(yīng)用。
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▲集成Omni Scale下一代互連技術(shù)
據(jù)悉英特爾還將在“Knights Landing”中集成Omni Scale下一代互連技術(shù)，這是通過(guò)在“Knights Landing”中集成一個(gè)14nm的交換控制芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)的。“大家可以想象一下，在Xeon Phi處理器內(nèi)部集成高速互連的控制器，那么處理器之間的帶寬、延時(shí)都是現(xiàn)有的技術(shù)無(wú)法比擬的，將達(dá)到極高的帶寬，極高的產(chǎn)品性能，并且極大的降低了過(guò)去系統(tǒng)計(jì)其所需要的一個(gè)比較大的體積和空間，對(duì)于產(chǎn)品的整機(jī)系統(tǒng)密度也會(huì)有極大的提升。”
此外，Knights Landing可以和英特爾至強(qiáng)處理器，也就是Haswell的處理器代碼實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制的兼容。同時(shí)還會(huì)兼容上一代Knights Corner，也就意味著所有的開(kāi)發(fā)者、工程師在目前開(kāi)發(fā)的平臺(tái)上做的并行優(yōu)化的努力，在Knights Landing是依然有效的，工作積累是可以得到保留和優(yōu)化的。
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▲新應(yīng)用、新入口和新的商業(yè)模式是HPC的未來(lái)三大發(fā)展趨勢(shì)
湯煒偉介紹，英特爾認(rèn)為HPC未來(lái)發(fā)展有三個(gè)趨勢(shì)：新應(yīng)用、新入口和新的商業(yè)模式。其中新應(yīng)用包括3D打印、大數(shù)據(jù)等新興的適用于HPC環(huán)境的工作負(fù)載，能夠驅(qū)動(dòng)HPC進(jìn)一步向前發(fā)展;新入口則是指一些HPC的環(huán)境開(kāi)始與云計(jì)算結(jié)合，通過(guò)云的模式提供給用戶;新的商業(yè)模式則包括了更大范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)交換、共享、處理、分析等等，可以講數(shù)據(jù)形成全球科學(xué)探索的共享資源。
為了驅(qū)動(dòng)HPC應(yīng)用進(jìn)一步發(fā)展，英特爾也在和業(yè)界合作共同擴(kuò)大生態(tài)系統(tǒng)。英特爾還宣布推出并行計(jì)算中心計(jì)劃，即和全球的大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)等一起合作，將面向科研或商業(yè)的開(kāi)源代碼，都移植到英特爾至強(qiáng)和至強(qiáng)融核上，并最大程度實(shí)現(xiàn)并行調(diào)優(yōu)。同時(shí)，英特爾還將這些優(yōu)化的代碼貢獻(xiàn)出來(lái)，供世界更多科學(xué)家、技術(shù)工作者、工程師使用。湯煒偉介紹，目前為止有大約30家大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)在跟英特爾一起合作推進(jìn)這項(xiàng)項(xiàng)目，同時(shí)很快將有幾家IPCC中心落戶，為科學(xué)或商業(yè)應(yīng)用程序代碼一起做移植和優(yōu)化。
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