Суперкомпьютерные технологии Intel: архитектура Many Integrated Core, Intel Xeon E5, и другие

18 ноября 2011, 01:14

На конференции SC’11 корпорация Intel огласила подробные сведения о следующем поколении процессоров на базе Intel Xeon и платформ Intel Many Integrated Core (Intel MIC), разработанных для высокопроизводительных вычислений (HPC). Корпорация также рассказала о новых инвестициях в исследования и разработку, которые к 2018 году выведут индустрию на производительность, измеряющуюся в экзафлопах.

Раджиб Хазра с первым процессором Knights Corner

На брифинге, который состоялся в рамках конференции, Раджиб Хазра (Rajeeb Hazra), генеральный директор Technical Computing, Intel Datacenter и Connected Systems Group, заявил, что процессор Intel Xeon серии E5 является первым процессором для серверов, поддерживающим полную интеграцию со спецификацией PCI Express 3.0. PCIe 3.0, по имеющимся оценкам, удваивает внутреннюю скорость передачи данных относительно спецификации PCIe 2.0 при включении режима низкого энергопотребления и большей плотности загрузки сервера. Контроллеры из нового материала, соответствующие спецификации PCI Express 3.0, позволяют более эффективно масштабировать производительность и передачу данных при увеличении числа узлов в высокопроизводительных суперкомпьютерах.

Ранние тесты производительности показали, что производительность процессора Intel Xeon E5 в чистых FLOPS (операции с плавающей точкой в секунду, по измерениям Linpack) в 2.1 раза выше, а производительность при использовании нагрузки в виде реальных высокопроизводительных вычислений на 70% выше по сравнению с предыдущим поколением процессоров серии Intel Xeon 5600.

Как было объявлено ранее, процессоры Intel Xeon E5, которые скоро появятся в продаже, будут обеспечивать работу нескольких других будущих суперкомпьютеров, включая 10-петафлопный «Stampede» в Техасском центре современных вычислений; 1,6-петафлопный «Yellowstone» в Национальном центре исследований атмосферы; 1,6-петафлопный «Curie» в GENCI; систему на 1,3-петафлопа в Международном центре исследования синтеза (IFERC), и добавит более 1 петафлопа к суперкомпьютеру «Pleiades» в NASA.

На конференции SC’11 корпорация Intel также огласила подробные сведения о существенном расширении линейки материнских плат для серверов и шасси, включая продукты, специально оптимизированные для высокопроизводительных вычислений, которые будут готовы к выпуску процессора Intel Xeon E5.

Представлен первый терафлопный сопроцессор на основе технологии Intel Many Integrated Core

Кроме того, корпорация Intel снова создала наиболее эффективную и адаптированную к программированию платформу для высокопараллельных приложений. Преимущества архитектуры Intel MIC в моделировании погоды, томографии, исследованиях свертывания белков и симуляции материалов с особыми свойствами были продемонстрированы на стенде Intel на конференции SC’11.

Первая презентация первого кремниевого сопроцессора Knights Corner показала, что архитектура Intel способна обеспечивать производительность более чем в 1 терафлоп с двойной точностью (по измерениям с удвоенной точностью, основным тестом перемножения матрицы на матрицу – DGEMM). Это была первая демонстрация однопроцессного чипа, способного достигать такого уровня производительности.

Knights Corner, первый коммерческий продукт на базе архитектуры Intel MIC, будет производиться на основе новейшего 22-нм 3-D Tri-Gate процессора от Intel и будет содержать более 50 ядер. Когда они появятся, продукты Intel MIC будут предоставлять и высокую производительность в виде архитектуры, специально созданной для обработки высокопараллельных задач, и совместимость с существующими x86-моделями программирования и инструментами.

Хазра заявил, что сопроцессор Knights Corner уникален, так как в отличие от традиционных ускорителей он полностью доступен и программируем как полнофункциональный вычислительный модуль для высокопроизводительных вычислений, видимый для приложений как компьютер, который работает на собственной операционной системе, основанной на Linux, независимо от ведущей ОС.

Одним из преимуществ архитектуры Intel MIС является возможность запускать приложения без необходимости портировать код в новое программное окружение. Это позволит исследователям использовать производительность и ЦПУ, и сопроцессора одновременно при работе с существующими приложениями, основанными на x86, существенно экономя время, затраты и ресурсы, которые требовались бы для их переписывания на альтернативные проприетарные языки.

38-я редакция списка Top500, которая была анонсирована на конференции SC’11, показывает, что лидирующие мировые исследователи и институты продолжают строить свои суперкомпьютеры на базе процессоров Intel Xeon. Из всех участников, которые сравнивались в последней редакции, суперкомпьютеры с процессорами Intel составляли около 85%. Процессор серии Intel Xeon 5600 находится вверху списка, обеспечивая работу 223 систем. Процессор Intel Xeon семейства E5 входит в состав 10 систем списка с рекордными 152 гигафлопами на сокет и эффективностью 91%. Процессоры Intel также обеспечивают работу пяти систем из топ-10 и почти 77% всех перечисленных суперкомпьютеров. Полный отчет доступен на специальном сайте.

А компания AMD подготовила полную линейку процессоров AMD FX. Редакция THG.ru решила разобраться, сможет ли новая архитектура Bulldozer противостоять Intel Sandy Bridge и начать новую эпоху конкуренции? После оценки производительности, управления энергопотреблением, тестирования возможностей разгона и многих других параметров, а также изучения перспективы новой линейки, можно сказать, что будущее у новых процессоров не слишком радужное. Почему? Об этом читайте в статье «Обзор AMD FX-8150: от Bulldozer к Zambezi и FX».