Баннер
Баннер
31.01.2013 16:08

Сопроцессоры Intel Xeon Phi для высокопроизводительных вычислений

Автор  Андрей Сёмин
Оценить
(2 голоса)

На суперкомпьютерной конференции SC’2012 в Солт-Лейк-Сити (штат Юта), США, 12 ноября 2012 г. корпорация Intel представила сопроцессоры Intel Xeon Phi, которые обеспечат исключительную производительность для реализации инновационных проектов в области производства, энергетики, биологических наук и в других отраслях, где используются высокопроизводительные вычисления.

Возможность быстро провести компьютерные вычисления, смоделировать нужные условия и принять более взвешенное решение способствовала развитию высокопроизводительных вычислений и анализа. Это вызвано потребностью как корпоративных клиентов, так и научного сообщества в решениях для подготовки более точных прогнозов погоды, для создания более эффективных энергетических ресурсов, для разработки новых лекарств и много другого. За счет высоких показателей производительности на ватт потребляемой мощности и других выдающихся характеристик сопроцессоров Intel Xeon Phi современная наука и производство получат еще большую уверенность при поиске точных ответов на самые важные вопросы, смогут использовать высокопроизводительные системы за пределами научных лабораторий и университетов и достичь максимальной продуктивности работы.

Сопроцессоры Intel Xeon Phi, созданные на основе архитектуры Intel Many Integrated Core (Intel MIC), дополнят существующие семейства процессоров Intel Xeon E5-2600 и 4600 для обеспечения лидирующей производительности высокопараллельных приложений. Процессоры семейства Intel Xeon E5 представляют собой практичные высокопроизводительные решения, которые используются во многих системах из списка TOP500 с петафлопсной производительностью. Сопроцессоры Intel Xeon Phi помогут суперкомпьютерам найти ответы на вопросы в различных научных и технических областях, включая генетические исследования, разведку нефти и газа и моделирование климата, и Intel считает, что новые технологии помогут добиться экзафлопсной производительности, которая в тысячу раз превысит вычислительные возможности систем с петафлопсной производительностью.

Экономия времени и средств

Сопроцессоры Intel Xeon Phi используют преимущества привычных языков программирования (таких как C, C++, Fortran), моделей и библиотек параллельности приложений OpenMP, MPI, Pthreads, Cilk и пр.) и инструментов и методик разработки, поддерживаемых архитектурой Intel.

Это позволит гарантировать, что компании, занимающиеся разработкой программных продуктов, и IT-департаменты смогут более эффективно использовать параллельный код без необходимости изучения проприетарных и привязанных к определенному аппаратному обеспечению моделей программирования.

Intel предлагает все необходимые программные инструменты (включая Intel Parallel Studio XE и Intel Cluster Studio XE) для того, чтобы помочь ученым и инженерам оптимизировать их программный код и  использовать все преимущества сопроцессоров Intel Xeon Phi. Эти инструменты позволяют оптимизировать код и за счет использования одинаковых языков и моделей программирования для сопроцессоров Intel Xeon Phi и процессоров Intel Xeon E5 помогают приложениям воспользоваться как ресурсами десятков ядер сопроцессоров Intel Xeon Phi, так и преимуществами эффективного использования вычислительных потоков процессоров Intel Xeon.

Новые семейства сопроцессоров Intel Xeon Phi

Intel представляет два новых семейства сопроцессоров Intel Xeon Phi, созданных на базе самых современных 22-нанометровых трехмерных транзисторов Tri-Gate, которые обеспечивают оптимальную производительность и производительность на ватт потребляемой мощности для обработки высокопараллельных приложений.

Семейство сопроцессоров Intel Xeon Phi 3100 будет особенно эффективно при обработке задач с ограничениями по скорости вычислений, включая медико-биологические приложения и приложения для моделирования финансовых показателей. Семейство Intel Xeon Phi 3100 обеспечит производительность с удвоенной точностью свыше 1000 Гигафлопс (1 Терафлопс), поддержку до 6 ГБ системной памяти с пропускной способностью 240 ГБ/с и поддержку ряда функций для обеспечения исключительной надежности работы, включая коды коррекции ошибок. Значение тепловыделения Thermal Design Point (TDP) этих сопроцессоров составляет 300 Вт.

Сопроцессоры Intel Xeon Phi 5110P обеспечивают более высокую производительность при пониженном энергопотреблении. Они демонстрируют производительность с удвоенной точностью на уровне 1.011 Гигафлопс (1.01 Терафлопс) и поддерживают 8 ГБ памяти GDDR5 с пропускной способностью 320 ГБ/с. С показателем TDP на уровне 225 Вт сопроцессоры Intel Xeon Phi 5110P с пассивным охлаждением обеспечивают наилучшую энергоэффективность, которая оптимально подойдет для сред с высокой плотностью размещения вычислительного оборудования, и предназначены для рабочих задач с ограничениями по скорости вычислений, включая разработку цифрового контента и исследования в области энергетики. Эти процессоры используются в большинстве систем, вошедших в 40-е издание списка TOP500.

Для того чтобы предоставить доступ к новой технологии сопроцессоров Intel Xeon Phi отдельным клиентам, включая центр Texas Advanced Computing Center (TACC), Межведомственный суперкомпьютерный центр Российской академии наук (МСЦ РАН) и Южно-Уральский государственный университет (ЮУрГУ), Intel дополнительно разработала адаптированные модели процессоров: Intel Xeon Phi SE10X и Intel Xeon Phi SE10P. Они обеспечивают производительность с удвоенной точностью на уровне 1073 Гигафлопс и на 10% большую пропускную способность памяти сопроцессора: 352 ГБ/с, по сравнению с моделями Intel Xeon Phi 5110P.

Большинство суперкомпьютеров TOP500 «выбирает» процессоры Intel

Более 75% (379 систем) суперкомпьютеров в 40-м издании списка TOP500 используют процессоры Intel. Из систем, которые впервые вошли в список, на долю компьютеров на базе технологий Intel приходится более 91%. В ноябрьском выпуске списка самых мощных суперкомпьютеров присутствуют семь систем на базе сопроцессоров Intel Xeon Phi, включая Stampede центра TACC (2.66 Петафлопс, № 7 в списке); Discover центра климатического моделирования NASA (417 Терафлопс, № 53); Endeavour корпорации Intel (379 Терафлопс, № 58); суперкомпьютер МВС-10П МСЦ РАН (375 Терафлопс, № 59); систему Maia центра Ames Research Center NASA (212 Терафлопс, № 117); компьютер «РСК Торнадо» Южно-Уральского государственного университета (146 Терафлопс, № 170); суперкомпьютер Beacon Национального института вычислительных наук Университета Теннесси (110 Терафлопс, № 253).

Большая популярность сопроцессоров Intel Xeon Phi

В течение последних двух лет корпорация Intel работала совместно с ведущими производителями программного и аппаратного обеспечения для создания лидирующих технологических решений на базе сопроцессоров Intel Xeon Phi. В результате сегодня не только реализовано 7 систем, анонсированных в 40-м списке ТОР500, но и представлены инновационные аппаратные разработки и приложения, использующие эффективность сопроцессоров Intel Xeon Phi.

Профессор Стефан Хокинг (Stephen Hawking) и лаборатория Cosmos Lab в Кембриджском университете получили предварительный доступ к технологии Intel Xeon Phi для использования ее в их суперкомпьютере SGI. «Я очень рад, что в нашем суперкомпьютере COSMOS SGI используется новейшая многоядерная технология корпорации Intel – сопроцессоры Intel Xeon Phi, – сказал профессор Хокинг. – С помощью нашего мощного и гибкого решения SGI UV2000 мы сможем продолжить наши исследования с целью понять строение нашей вселенной».

Сопроцессоры Intel Xeon Phi: ключевые характеристики

Сопроцессоры Intel Xeon Phi – это инновационные решения, которые имеют несколько функциональных возможностей, способствующих развитию высокопроизводительных вычислений.

• Оптимальный объем памяти для высокопроизводительных систем:

Сопроцессоры Intel Xeon Phi поддерживают до 8 ГБ системной памяти (7.75 ГБ доступно при включении коррекции ошибок памяти ECC) с пиковой пропускной способностью 352 Гбит/с. Это позволяет гарантировать высокую скорость сбора и анализа данных.

• Большой объем кэш-памяти:

Благодаря поддержке до 30.5 МБ кэш-памяти второго уровня сопроцессоры Intel Xeon Phi способны предоставить нужный объем вычислительных ресурсов для надежной работы высокопараллельных рабочих нагрузок.

• Более широкий параллелизм данных за счет использования усовершенствованного 512-разрядного блока обработки.

• Поддержка многими разработчиками программных инструментов в рамках стандартных решений.

• Поддержка ОС Linux: Red Hat Enterprise Linux версии 6.x и SuSE Linux версии 12 и выше.

Производительность

Результаты оценки производительности, приведенные в этом документе, получены в результате экспериментов, в рамках которых сравнивались производительность оптимизированных версий приложений для процессоров с производительностью оптимизированных версий приложений для сопроцессоров. Это позволяет избежать переоценки сопроцессоров. Кроме того, два процессора используются для сравнения с одним сопроцессором для того, чтобы сравнение производилось при сравнимом энергопотреблении, и для того, чтобы избежать переоценки сопроцессора. Тесты проводились с использованием одного сопроцессора Intel Xeon Phi и одного двухпроцессорного сервера на базе процессора Intel Xeon E5-2670. Сравнивались только параллельные, потоковые и векторизированные версии тестов. Текущая версия библиотеки программ Intel Math Kernel Library (MKL) использовалась для тестов SGEMM, DGEMM и SMP Linpack. Для тестов  с использованием процессора Intel Xeon E5-2670 использовались следующие размеры матриц: SGEMM = 13824x13824, DGEMM 7936x7936, SMP Linpack 30720x30720. Для тестирования сопроцессоров Intel Xeon Phi SE10P (с кодом коррекции ошибок) с программным стеком Gold Release Candidate размеры матриц составляли: SGEMM = 15360x15360, DGEMM 7680x7680, SMP Linpack 26872x28672.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Новости

Календарь материалов

« Июня 2017 »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
      1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30