微异构,让高性能计算飞起来
发布者:hd  来源:柳州两化融合网  发布时间:2013-8-3

    近日,英特尔于哈尔滨举办了主题为“齐芯兴产业,协力寻能源”的第七届高性能计算及企业解决方案研讨会,这也是英特尔针对高性能计算行业用户的第七届大会。出席本次活动的企业代表大多来自国内石油和电力行业用户。会上,英特尔除向来宾介绍了至强搭配至强融核协处理器的高性能计算解决方案的同时,还特别针对SSD和InfiniBand技术做了介绍。
  随着天河二号在本年度Top500的夺魁,中国在高性能计算这一聚光灯下的身影也逐渐开始清晰。“国家发展对于高性能计算有需求,而中国对于高性能计算的投入也非常坚决。现阶段最大的瓶颈是如何更好的应用超算,为国民经济生产做贡献,使投资获得足够的回报。”在英特尔(中国)有限公司行业合作与解决方案部中国区总监凌琦看来,对于现阶段的中国来说,超级计算机的制造不再是问题,最大的问题是来自应用层面。

英特尔(中国)有限公司行业合作与解决方案部中国区总监凌琦
  石油行业所遇到的实际问题也从侧面说明了这一点。随着经济发展对于石油需求的不断增加,石油作为不可再生资源只有采用开源节流的方式去获取更多。据英特尔(中国)有限公司企业解决方案部能源行业资深企业客户经理杭晓东介绍,“在原有的基础上要做更加细致的勘测,乃至到海洋中去寻找石油都是目前采用的方式。随着需求的增加,地质结构越来越复杂,计算量也成几何数字在增加,从时间偏移到深度偏移乃至逆时偏移。在海洋中寻找石油的计算量要比在陆地上增加好几倍。”随着用户对于系统计算能力的需求不断增大,英特尔在不断提高至强处理器的同时,也为用户提供了至强融核协处理器来大幅度提高用户单位机柜的计算能力。“英特尔所倡导的SSD存储和万兆网络,以及InfiniBand互联架构都是在为构建一个平衡的系统,英特尔的诉求不只是提高核心计算性能,而是在整个系统上更均衡的高性能。”

英特尔(中国)有限公司企业解决方案部能源行业 资深企业客户经理杭晓东
  据英特尔数据中心及互联系统事业部技术计算和平台应用支持团队平台架构师何万青博士介绍,目前中国有许多援外投资,在基础建设方面相比国内是有一定差距的。而至强融核协处理器的出现,为用户提供了一种可能性,可以用相对比较少的节点组件成可以移动的系统,提供高密度的计算能力。而用SSD替换传统硬盘的方式也使得这种移动节点的可靠性得到了保障,这样就可以在现场进行粗粒度的工作。在2013年的高性能计算大会上,已经有中国厂家提供了工作站搭配至强融核协处理器的解决方案。何万青同时提到,英特尔在下一代开发代号为“Knights landing”的众核产品上,除去传统的PCIE插卡,还将提供可以独立使用的嵌入式产品供选择。

英特尔数据中心及互联系统事业部技术计算和平台应用支持团队平台架构师何万青博士
  谈及新产品的发展方向,凌琦提到了在2013国际超算大会上的一些观点。其中一部分专家认为,建设更快速度的超算是为了应用,但是随着规模的不断提升,复杂度也随之剧增。目前的异构系统为最终做应用开发的人提出了非常高的要求。“传统的异构架构意味着只有在程序当中找到那一段可以进行向量化和并行化的语句,然后将其推送到加速节点中加速再返回。这其中存在许多瓶颈,首先是要找到多少可以进行向量化的东西,这个跟应用本身和算法都相关;第二主节点和加速节点之间的数据传输,这会影响整个系统的性能。最终使程序越来越难编,维护也越发困难。”
  对此,英特尔在考虑下一代加速节点时设想,用比较小的X86内核在同样的指令集架构下进行高度集成,适用于并行的、大规模的、简单的计算。凌琦强调:“最重要的是这个核一定是遵循X86架构的,所以向量化的过程是相对容易的。”据悉,在实际操作中,将应用从传统X86系统迁移到由英特尔至强和至强融核协处理器组成的微异构系统,唯一要做的是对程序进行优化。与GPGPU的迁移方式完全不同。
  何万青对此进一步说道,在至强融核架构推出之前已经做过全面的考虑,其重点就是向量化。这与至强所采用的多线程在理论上是一样的。而这一点使得采用英特尔至强系统的用户可以快速的切换升级,在下一代至强、至强融核产品间也将延续。何万青对于至强融核处理器也进行了简单的总结:“现阶段至强处理器的线程数量本身就已经达到了很可观的数字,而目前的应用很少有能实现超过这个数字的程序。所以说应用滞后于现在硬件技术的发展。越来越多的用户转向X86,使得按需购买后再进行扩展,并与之前的系统可以实现无障碍的互操作性,这也是英特尔为用户所提供的价值之一。”
  如果超级计算机不能提供通用、友善的编程模式,那显然这样的超算是不适合出现在公共服务领域的。凌琦在访谈的最后表示:“通常非企业用超算的服务对象都不是单一的,考虑到超算中心要提供的诸多服务,采用微异构的架构将是提高投资回报率的有效方法。”

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