今年6月德国莱比锡公布的最新全球Top500超级计算机榜单中,天河二号超级计算机再次荣膺TOP500榜单的第一名。我们已经知道天河二号采用了英特尔Xeon Phi融核协处理器技术,而英特尔中国区平台产品事业部产品市场经理汤炜伟先生介绍:全部500套上榜系统中,英特尔平台系统共计427套,达到85.4%的比例。而在114套新晋系统中,111套系统都采用了英特尔处理器,达到97%的惊人比例。
面向百亿亿次 Intel发布下一代至强融核
同时,本次TOP500榜单中,应用协处理加速器的系统共计64套,其中19套采用了英特尔Xeon Phi加Xeon的微异构系统,尽管从数据上看,英特尔Xeon Phi协处理器占据的台数份额暂时而言并不高,但这19套Xeon Phi系统就贡献了TOP500所有计算力的18%,可以体现Xeon Phi未来巨大的应用潜力。
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▲英特尔中国区平台产品事业部产品市场经理汤炜伟先生
全新TOP500榜单体现了英特尔处理器在超算领域的绝对优势,也展示Xeon Phi微异构在未来超算系统突破百亿亿次门槛的进程中的关键地位。简单来说,英特尔主张的“微异构”就是应用至强融核协处理器(Xeon Phi)进行计算加速的系统架构,不同于Nividia和AMD所推广的异构计算,微异构在对系统计算性能进行加速的同时,与主流计算平台采用了相近的X86架构和指令集,这使得开发者能够更容易的将应用程序代码平滑的迁移到同属X86架构的至强融核协处理器中。
在最新TOP500榜单发布之际,英特尔终于正式揭开了下一代“微异构”平台,代号为“Knights Landing”的新款Xeon Phi芯片的面纱。
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▲英特尔下一代微异构平台Xeon Phi
与其前身“Knights Corner”相比,它可提供超过3倍的峰值性能(每秒3万亿次),并采用全新的高速光纤技术——Intel Omni Scale fabric——以实现性能、可扩展性、可靠性、以及功耗和密度的要求。内存方面采用了和镁光共同开发的片上内存,发布时集成的内存容量为16GB,提供五倍于下一代DDR4的内存带宽,能效提升达5倍,仅需要1/3的空间。
特别值得一提的一点是,上一代Xeon Phi的产品形态是PCIe插卡形式,这种插卡形式意味着“Knights Corner”只能作为协处理器,通过PCIe接口与主处理器交换数据。而在这一代“Knights Landing”不仅仅提供PCIe的插卡形态,也会有安装在主板插槽作为主处理器的产品形态,也就意味着,Xeon Phi将不仅仅是融核“协”处理器,完全可以作为主处理器独立工作,将拥有更大的内存容量和更短的IO路径。
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▲英特尔中国区平台产品事业部产品市场经理汤炜伟
“这不仅仅是产品形态的变化,也是一个革命性的变化。”英特尔中国区平台产品事业部产品市场经理汤炜伟认为,如果将Xeon Phi作为主CPU使用,那么Xeon Phi所集成的片上内存,加上主板上的海量内存,相比PCIe插槽的应用模式来说,能提供更大的内存容量。PCIe板卡上的内存容量显然无法与整机内存容量相等,因而海量内存的应用可能更适用于将Xeon Phi集成于主板的应用。
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▲集成Omni Scale下一代互连技术
据悉英特尔还将在“Knights Landing”中集成Omni Scale下一代互连技术,这是通过在“Knights Landing”中集成一个14nm的交换控制芯片来实现的。“大家可以想象一下,在Xeon Phi处理器内部集成高速互连的控制器,那么处理器之间的带宽、延时都是现有的技术无法比拟的,将达到极高的带宽,极高的产品性能,并且极大的降低了过去系统计其所需要的一个比较大的体积和空间,对于产品的整机系统密度也会有极大的提升。”
此外,Knights Landing可以和英特尔至强处理器,也就是Haswell的处理器代码实现二进制的兼容。同时还会兼容上一代Knights Corner,也就意味着所有的开发者、工程师在目前开发的平台上做的并行优化的努力,在Knights Landing是依然有效的,工作积累是可以得到保留和优化的。
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▲新应用、新入口和新的商业模式是HPC的未来三大发展趋势
汤炜伟介绍,英特尔认为HPC未来发展有三个趋势:新应用、新入口和新的商业模式。其中新应用包括3D打印、大数据等新兴的适用于HPC环境的工作负载,能够驱动HPC进一步向前发展;新入口则是指一些HPC的环境开始与云计算结合,通过云的模式提供给用户;新的商业模式则包括了更大范围内的数据交换、共享、处理、分析等等,可以讲数据形成全球科学探索的共享资源。
为了驱动HPC应用进一步发展,英特尔也在和业界合作共同扩大生态系统。英特尔还宣布推出并行计算中心计划,即和全球的大学、科研机构等一起合作,将面向科研或商业的开源代码,都移植到英特尔至强和至强融核上,并最大程度实现并行调优。同时,英特尔还将这些优化的代码贡献出来,供世界更多科学家、技术工作者、工程师使用。汤炜伟介绍,目前为止有大约30家大学和科研机构在跟英特尔一起合作推进这项项目,同时很快将有几家IPCC中心落户,为科学或商业应用程序代码一起做移植和优化。
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