今年6月德國萊比錫公布的最新全球Top500超級計算機榜單中，天河二號超級計算機再次榮膺TOP500榜單的第一名。我們已經(jīng)知道天河二號采用了英特爾Xeon Phi融核協(xié)處理器技術(shù)，而英特爾中國區(qū)平臺產(chǎn)品事業(yè)部產(chǎn)品市場經(jīng)理湯煒偉先生介紹：全部500套上榜系統(tǒng)中，英特爾平臺系統(tǒng)共計427套，達到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，達到97%的驚人比例。
面向百億億次 Intel發(fā)布下一代至強融核
同時，本次TOP500榜單中，應(yīng)用協(xié)處理加速器的系統(tǒng)共計64套，其中19套采用了英特爾Xeon Phi加Xeon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)的臺數(shù)份額暫時而言并不高，但這19套Xeon Phi系統(tǒng)就貢獻了TOP500所有計算力的18%，可以體現(xiàn)Xeon Phi未來巨大的應(yīng)用潛力。
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▲英特爾中國區(qū)平臺產(chǎn)品事業(yè)部產(chǎn)品市場經(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)域的絕對優(yōu)勢，也展示Xeon Phi微異構(gòu)在未來超算系統(tǒng)突破百億億次門檻的進程中的關(guān)鍵地位。簡單來說，英特爾主張的“微異構(gòu)”就是應(yīng)用至強融核協(xié)處理器(Xeon Phi)進行計算加速的系統(tǒng)架構(gòu)，不同于Nividia和AMD所推廣的異構(gòu)計算，微異構(gòu)在對系統(tǒng)計算性能進行加速的同時，與主流計算平臺采用了相近的X86架構(gòu)和指令集，這使得開發(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了下一代“微異構(gòu)”平臺，代號為“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Xeon Phi
與其前身“Knights Corner”相比，它可提供超過3倍的峰值性能(每秒3萬億次)，并采用全新的高速光纖技術(shù)——Intel Omni Scale fabric——以實現(xiàn)性能、可擴展性、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發(fā)的片上內(nèi)存，發(fā)布時集成的內(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5倍，僅需要1/3的空間。
特別值得一提的一點是，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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▲英特爾中國區(qū)平臺產(chǎn)品事業(yè)部產(chǎn)品市場經(jīng)理湯煒偉
“這不僅僅是產(chǎn)品形態(tài)的變化，也是一個革命性的變化�！庇⑻貭栔袊鴧^(qū)平臺產(chǎn)品事業(yè)部產(chǎn)品市場經(jīng)理湯煒偉認為，如果將Xeon Phi作為主CPU使用，那么Xeon Phi所集成的片上內(nèi)存，加上主板上的海量內(nèi)存，相比PCIe插槽的應(yīng)用模式來說，能提供更大的內(nèi)存容量。PCIe板卡上的內(nèi)存容量顯然無法與整機內(nèi)存容量相等，因而海量內(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)，這是通過在“Knights Landing”中集成一個14nm的交換控制芯片來實現(xiàn)的�！按蠹铱梢韵胂笠幌拢赬eon 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、延時都是現(xiàn)有的技術(shù)無法比擬的，將達到極高的帶寬，極高的產(chǎn)品性能，并且極大的降低了過去系統(tǒng)計其所需要的一個比較大的體積和空間，對于產(chǎn)品的整機系統(tǒng)密度也會有極大的提升。”
此外，Knights Landing可以和英特爾至強處理器，也就是Haswell的處理器代碼實現(xiàn)二進制的兼容。同時還會兼容上一代Knights Corner，也就意味著所有的開發(fā)者、工程師在目前開發(fā)的平臺上做的并行優(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的未來三大發(fā)展趨勢
湯煒偉介紹，英特爾認為HPC未來發(fā)展有三個趨勢：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)境的工作負載，能夠驅(qū)動HPC進一步向前發(fā)展;新入口則是指一些HPC的環(huán)境開始與云計算結(jié)合，通過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HPC應(yīng)用進一步發(fā)展，英特爾也在和業(yè)界合作共同擴大生態(tài)系統(tǒng)。英特爾還宣布推出并行計算中心計劃，即和全球的大學(xué)、科研機構(gòu)等一起合作，將面向科研或商業(yè)的開源代碼，都移植到英特爾至強和至強融核上，并最大程度實現(xiàn)并行調(diào)優(yōu)。同時，英特爾還將這些優(yōu)化的代碼貢獻出來，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)和科研機構(gòu)在跟英特爾一起合作推進這項項目，同時很快將有幾家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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