英特爾塑造高性能計(jì)算的未來(lái)

從工作站、云到全球Top500超級(jí)計(jì)算機(jī)，英特爾一直是高性能計(jì)算的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在近日舉行的2020年超級(jí)計(jì)算大會(huì)（SC20）上，英特爾副總裁兼高性能計(jì)算部總經(jīng)理Trish Damkroger展示了英特爾及合作伙伴通過(guò)軟、硬件技術(shù)來(lái)加速先進(jìn)高性能計(jì)算系統(tǒng)廣泛部署，共同塑造高性能計(jì)算的未來(lái)。

英特爾在2020年超級(jí)計(jì)算大會(huì)上主要亮點(diǎn)：

●   更高的內(nèi)存帶寬、全新的核心架構(gòu)、更多的處理器核數(shù)以及更快速的輸入/輸出：即將推出的第三代英特爾?至強(qiáng)?可擴(kuò)展處理器（代號(hào)“Ice Lake”）將為高性能計(jì)算工作負(fù)載提供更高性能。

●   馬克斯·普朗克計(jì)算和數(shù)據(jù)中心（Max Planck Computing & Data Facility）以及韓國(guó)氣象廳等客戶(hù)都選擇第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器來(lái)加速高性能計(jì)算應(yīng)用。

●   美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Argonne National Laboratory）利用英特爾^? Xe-HP GPU和英特爾? oneAPI工具包來(lái)加速E級(jí)計(jì)算應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。

●   AWS、Penguin Computing和Advantech等合作伙伴已通過(guò)認(rèn)證，來(lái)部署針對(duì)高性能計(jì)算優(yōu)化的英特爾?精選解決方案，幫助客戶(hù)部署和管理高性能計(jì)算工作負(fù)載。

加州圣克拉拉，2020年11月17日——在2020年超級(jí)計(jì)算大會(huì)上，英特爾重點(diǎn)展示了公司如何通過(guò)軟硬件技術(shù)塑造高性能計(jì)算的未來(lái)。全球范圍內(nèi)，諸多企業(yè)選擇英特爾? XPU（CPU、GPU、FPGA和加速器）和oneAPI編程環(huán)境，來(lái)加快先進(jìn)計(jì)算系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和部署。

第三代英特爾^?至強(qiáng)^?可擴(kuò)展處理器（代號(hào)“Ice Lake”）

在2020年超級(jí)計(jì)算大會(huì)的主題演講中，英特爾副總裁兼高性能計(jì)算部總經(jīng)理Trish Damkroger著重介紹了英特爾即將推出的Ice Lake服務(wù)器處理器，它將為廣泛的高性能計(jì)算工作負(fù)載提供性能優(yōu)化的功能。通過(guò)更高的內(nèi)存帶寬、新的高性能Sunny Cove核心架構(gòu)、更多的處理器核數(shù)，以及對(duì)第四代PCIe的支持，Ice Lake處理器將幫助客戶(hù)解決包括生命科學(xué)、材料科學(xué)和天氣建模等多個(gè)學(xué)科的科學(xué)挑戰(zhàn)。

早期測(cè)試表明，對(duì)比搭載64核處理器的競(jìng)品x86系統(tǒng)，采用32核雙路系統(tǒng)的Ice Lake處理器能夠以一半數(shù)量的處理器內(nèi)核為特定工作負(fù)載提供更高的性能。對(duì)比搭載比32核Ice Lake處理器系統(tǒng)多一倍處理器內(nèi)核的競(jìng)品x86系統(tǒng)，生命科學(xué)和金融服務(wù)應(yīng)用類(lèi)客戶(hù)會(huì)在NAMD分子動(dòng)力學(xué)模擬（最高1.2倍）¹、蒙特卡羅模擬（最高1.3倍）²和LAMMPS分子建模模擬（最高1.2倍）³等工作負(fù)載上都獲得更高的性能。

諸多客戶(hù)正在采用Ice Lake來(lái)滿(mǎn)足自身對(duì)新一代高性能計(jì)算的需求，包括：

●   韓國(guó)氣象廳 將Ice Lake服務(wù)器處理器應(yīng)用于其5號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)中，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)每秒50千萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算，幫助研究天氣和氣候變化，并實(shí)現(xiàn)比當(dāng)前系統(tǒng)更可靠、更具可行性的預(yù)測(cè)。

●   馬克斯·普朗克計(jì)算和數(shù)據(jù)中心 將在其全新的Raven系統(tǒng)中采用Ice Lake。Raven系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)每秒9千萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算，能夠支持物理學(xué)、生物學(xué)、理論化學(xué)等領(lǐng)域的突破性研究。

●   日本國(guó)家工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所 將在其AI數(shù)據(jù)中心樓內(nèi)新增的AI橋接綠色云基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)中采用Ice Lake。預(yù)計(jì)，該系統(tǒng)的半精度浮點(diǎn)運(yùn)算峰值將達(dá)每秒850千萬(wàn)億次。

●   東京大學(xué)和大阪大學(xué) 是首批采用Ice Lake的日本大學(xué)。東京大學(xué)每秒達(dá)2千萬(wàn)億次的浮點(diǎn)運(yùn)算系統(tǒng)和大阪大學(xué)每秒達(dá)2.8千萬(wàn)億次的浮點(diǎn)運(yùn)算系統(tǒng)，將主要用于綜合研究和數(shù)據(jù)分析。

●   甲骨文將在其甲骨文云基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)部署Ice Lake，運(yùn)行X9 Generation高性能計(jì)算云實(shí)例，適用于碰撞模擬、抗震分析和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化等計(jì)算密集型工作負(fù)載。

此外，Damkroger還重點(diǎn)介紹了一些近期的超算項(xiàng)目，這些項(xiàng)目利用英特爾最新的至強(qiáng)處理器、即將面世的至強(qiáng)處理器、內(nèi)存和人工智能技術(shù)來(lái)推動(dòng)科學(xué)研究：

●   巴塞羅那超算中心采用英特爾^?傲騰^?持久內(nèi)存和至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，以加速采用異構(gòu)內(nèi)存架構(gòu)的高性能計(jì)算應(yīng)用。該中心的研究員發(fā)現(xiàn)，傲騰持久內(nèi)存不僅功耗比DRAM低10倍，還能夠讓多個(gè)應(yīng)用的性能實(shí)現(xiàn)雙位數(shù)提升。

●   LIQID和英特爾正攜手為美國(guó)國(guó)防部提供全球最大的組合式超級(jí)計(jì)算機(jī)。采用英特爾至強(qiáng)鉑金9200 處理器的LIQID的平臺(tái)，主要用于為美國(guó)國(guó)防部的人工智能工作負(fù)載按需創(chuàng)建軟件定義服務(wù)器，并能夠提升資源利用率和AI性能。

英特爾Xe-HP GPU為美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)辟通向E級(jí)計(jì)算之路

在2020年超級(jí)計(jì)算大會(huì)上，英特爾和美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Argonne National Laboratory）宣布雙方將基于英特爾Xe-HP微架構(gòu)的GPU和英特爾oneAPI工具包，共同設(shè)計(jì)和驗(yàn)證E級(jí)應(yīng)用。阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)發(fā)者采用英特爾最新的異構(gòu)計(jì)算編程環(huán)境，以確保科學(xué)應(yīng)用能夠支持正在部署的Aurora超級(jí)計(jì)算機(jī)的規(guī)模和架構(gòu)。

Xe-HP GPU為阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室提供了面向英特爾?Xe-HPC GPU（“Ponte Vecchio”）的開(kāi)發(fā)工具，后者將被應(yīng)用于Aurora系統(tǒng)。

面向高性能計(jì)算的英特爾^?精選解決方案

英特爾近期宣布，數(shù)家新的合作伙伴已經(jīng)驗(yàn)證并正在提供采用了英特爾精選解決方案的高性能計(jì)算優(yōu)化解決方案，這些合作伙伴包括：

●   AWS宣布將面向模擬和建模的英特爾精選解決方案集成到其ParallelCluster環(huán)境中。利用英特爾優(yōu)化的環(huán)境，客戶(hù)可以在AWS上輕松創(chuàng)建高性能、按需自動(dòng)擴(kuò)展的集群。該英特爾精選解決方案已經(jīng)在AWS的c5n.18xlarge、m5n.24xlarge和r5n.24xlarge實(shí)例上進(jìn)行了驗(yàn)證。

●   Penguin Computing正在部署面向高性能計(jì)算和AI融合集群的英特爾精選解決方案，使客戶(hù)能夠滿(mǎn)足越來(lái)越高的同時(shí)運(yùn)行AI和高性能計(jì)算工作負(fù)載的需求。

Advantech攜手英特爾與GARAOTUS，為客戶(hù)提供Advantech SKY-5240。Advantech SKY-5240滿(mǎn)足了基因組學(xué)應(yīng)用的高性能計(jì)算需求，并已經(jīng)通過(guò)驗(yàn)證，成為面向基因組分析的英特爾精選解決方案。

性能因使用、配置和其他因素而異。更多信息請(qǐng)?jiān)L問(wèn) www.intel.com/PerformanceIndex 。性能結(jié)果基于截至配置中顯示的日期的測(cè)試，可能無(wú)法反映所有公開(kāi)可用的更新。有關(guān)配置的詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)備份。任何產(chǎn)品或組件都無(wú)法提供絕對(duì)的安全性。成本和結(jié)果可能有所差異。英特爾技術(shù)可能需要支持的硬件、特定軟件或服務(wù)激活。英特爾不控制或?qū)徍说谌綌?shù)據(jù)。請(qǐng)咨詢(xún)其他資源以評(píng)估準(zhǔn)確性。

更多信息請(qǐng)閱讀 “英特爾和阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)發(fā)者開(kāi)辟通向E級(jí)計(jì)算之路”

1 NAMD 分子動(dòng)力學(xué)模擬: 2S第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器（Ice Lake）：?jiǎn)喂?jié)點(diǎn)，2個(gè)預(yù)生產(chǎn)的第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器（Ice Lake – 2.2GHz，每個(gè)插槽32個(gè)核心），英特爾參考平臺(tái)，256GB、16x16GB 3200MHz DDR4，超線(xiàn)程啟用，TURBO啟用，SNC禁用，SSDSC2KG96 960GB，BIOS SE5C6200.86B.0017.D92.2007150417，微代碼0x8c000140，CentOS Linux 7.8, 3.10.0-1127.18.2.el7.crt1.x86_64，使用Intel C Compiler 2020u2編譯，英特爾數(shù)學(xué)內(nèi)核庫(kù)，NAMD：2_15-Alpha1，由英特爾于2020年9月17日進(jìn)行測(cè)試。2S AMD EPYC 7742：?jiǎn)喂?jié)點(diǎn)，2個(gè)AMD EPYC 7742（2.25GHz，每個(gè)插槽64個(gè)核心），Supermicro平臺(tái)，16x16GB 3200MHz DDR4，SMT啟用，Boost啟用，NPS=4，SSDSC2KG96 960GB，BIOS2.0b dt 11/15/2019，微代碼0x8301025，CentOS Linux 7.7.1908，3.10.0-1127.13.1.el7.crt1.x86_64，使用AOCC 2.2編譯，英特爾數(shù)學(xué)內(nèi)核庫(kù)，NAMD：2_15-Alpha1，由英特爾于2020年9月10日進(jìn)行測(cè)試。

2 蒙特卡洛模擬：2S第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器（Ice Lake）：?jiǎn)喂?jié)點(diǎn)，2個(gè)預(yù)生產(chǎn)的第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器（Ice Lake – 2.2GHz，每個(gè)插槽32個(gè)核心），英特爾參考平臺(tái)，256GB, 16x16GB 3200MHz DDR4，超線(xiàn)程啟用，TURBO啟用，SNC禁用，SSDSC2KG96 960GB，BIOS SE5C6200.86B.0017.D92.2007150417，微代碼0x8c000140，CentOS Linux 7.8，3.10.0-1127.18.2.el7.crt1.x86_64，使用Intel C Compiler 2020u2編譯，英特爾數(shù)學(xué)內(nèi)核庫(kù)2020u2，英特爾開(kāi)發(fā)的Monte Carlo FSI Kernel工作負(fù)載，由英特爾于2020年10月9日測(cè)試。2S AMD EPYC 7742：?jiǎn)喂?jié)點(diǎn)，2個(gè)AMD EPYC 7742（2.25GHz，每個(gè)插槽64個(gè)核心），Supermicro平臺(tái)，16x16GB 3200MHz DDR4，SMT啟用，Boost啟用，NPS=4，SSDSC2KG96 960GB，BIOS2.0b dt 11/15/2019，微代碼0x8301025，CentOS Linux 7.7.1908，3.10.0-1127.13.1.el7.crt1.x86_64，使用Intel C Compiler 2020u2編譯，英特爾數(shù)學(xué)內(nèi)核庫(kù)2020u2，2，英特爾開(kāi)發(fā)的Monte Carlo FSI Kernel，由英特爾于2020年7月17日測(cè)試。

3 LAMMPS分子建模模擬（原子流體，銅，液晶，聚乙烯，蛋白質(zhì)，斯蒂林格-韋伯，特索夫和水的幾何平均值）：第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器（Ice Lake）單節(jié)點(diǎn)，2個(gè)預(yù)生產(chǎn)第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器（Ice Lake – 2.2GHz，每個(gè)插槽32個(gè)核心），英特爾參考平臺(tái)，256GB, 16x16GB 3200MHz DDR4，超線(xiàn)程啟用，TURBO啟用，SNC禁用，SSDSC2KG96 960GB，BIOS SE5C6200.86B.0017.D92.2007150417，微代碼0x8c000140，CentOS Linux 7.8，3.10.0-1127.18.2.el7.crt1.x86_64，使用Intel C Compiler 2020u2編譯，英特爾數(shù)學(xué)內(nèi)核庫(kù)2020u2，LAMMPS 03/03/2020，由英特爾于2020年10月9日測(cè)試。2S AMD EPYC 7742：?jiǎn)喂?jié)點(diǎn)，2個(gè)AMD EPYC 7742（2.25GHz，每個(gè)插槽64個(gè)核心），Supermicro平臺(tái)，16x16GB 3200MHz DDR4，SMT啟用，Boost啟用，NPS=4，SSDSC2KG96 960GB，BIOS2.0b dt 11/15/2019，微代碼0x8301025，CentOS Linux 7.7.1908，3.10.0-1127.13.1.el7.crt1.x86_64，使用AOCC 2.2編譯，LAMMPS 07/21/2020，由英特爾于2020年8月19日測(cè)試。