HPC总结展望:2010“超算”驱动力

2019-09-11 09:27 评论 0 条

  【IT168 专栏】经过此前一个多月来发布的数篇连载文章,我们本期IT号外已接近尾声,相信通过这些文章,大家也对引领智能计算理念的英特尔至强5500处理器为HPC用户提供的价值,以及用户应该如何科学地选购基于至强5500的HPC系统产品,并在应用中充分发挥其潜能的大致原则有了更为全面和清晰的了解。接下来,我们则将跳出2009年,并将视线从至强5500身上暂时移开,转投在2010年及未来数年内英特尔将为HPC市场带来的重要创新上。

  在详述英特尔面向未来HPC市场的创新路线图之前,我们想先强调一点,即2010年将是中国HPC市场和应用发展的一个“大年”。尽管此前曾有不少业界朋友说2009就已经是HPC的大年,但不论是专业市场调研机构,还是这一领域的厂商和用户,都对2010寄予了更大的期望。这一方面是因为全球经济目前已在渐渐走出低谷,其重新振兴不可避免地需要包括HPC在内的多种IT技术的支持,另一方面,则是因为中国正处于从制造大国走向智造大国的道路上,这就意味着我们的各行各业,特别是制造业未来几年内将对HPC这种有助于探索未知世界,解决复杂问题的高端IT技术更为倚重。

  不难预料,2010年乃至未来数年内可能出现的HPC市场荣景,必将对有助于推动HPC普及化趋势的技术创新带来更大的市场空间。而作为这一趋势的引领者,英特尔也为HPC用户备下了更多重量级的礼物。仅从2010年来看,它就将进一步扩充和完善Nehalem家族的产品线,为HPC用户提供两大类、五小类的选择,从而更细致地满足不同行业、规模HPC用户的差异化需求,以确保他们的HPC系统都能添注最强的驱动力。

  Nehalem-EX:高端HPC系统的王者

  英特尔计划于2010年上半年发布的Nehalem-EX处理器,可是很多希望用IA架构服务器搭建HPC胖节点的用户最为期待的一款产品,它无需第三方芯片支持就可轻松构建8路系统的特性,再加上其最高集成8个内核、支持超线程技术,可以为用户提供至少并行128线程的强大处理能力。

  与处理器本身的计算性能相对应,Nehalem-EX平台的体格也更为强壮,例如其内存通道扩展至4个(至强5500为3个),QPI总线也扩展到了4条(至强5500为两条)。如此一来,它的I/O带宽将达到至强5500的两倍(102.4GB/s),内存带宽是至强5500的1.3倍(42GB/s)。只要参考一下至强5500在2009年的优异表现,Nehalem-EX的威力也就可想而知了。而且,Nehalem-EX虽然是面向4路及以上市场,但直连架构设计也让其完全可以有双路的设计,这就给OEM厂商的产品设计留出了更多的灵活性。

  此外,为了最大限度的应对HPC对内存和I/O的高需求,Nehalem-EX还将特别推出6核的型号,从而使每核享受到的内存带宽与I/O带宽更上一层楼。从理论数值上看,8核Nehalem-EX的每核平均内存带宽为5.25GB/s,至强5500为8GB/s,6核Nehalem-EX则为7GB/s,在I/O方面,8核Nehalem-EX与至强5500的每核平均带宽相当,都是12.8GB/s,6核Nehalem-EX则为17GB/s,明显占优。

  而且,6核的Nehalem-EX也仍然会覆盖双路至多路市场,与8核的Nehalem-EX相配合,就给HPC用户在平台方面提供了4种选择——多路8核、双路8核、多路6核及双路6核,让用户可以根据自己的实际应用对内核数量、内存及I/O带宽的倾向性来选择合适的产品。

  Westmere-EP:主流HPC系统的中流砥柱

  在重点在高端HPC系统市场推广Nehalem-EX的同时,英特尔还将发布Westmere-EP处理器,作为在2009年HPC市场取得了出色战绩的至强5500的接班人。如果说Nehalem-EX面向的是高端双路/多路HPC用服务器市场,那么Westmere-EP的目标就是主流的双路HPC用服务器市场,两者形成了很好的互补,就像是中国空军的歼-11与歼-10,美国空军的F-15和F-16的组合一样。

  与我们已经熟悉的至强5500处理器相比,Westmere-EP的最大改进就是制造工艺从45nm进化到了32nm,同时增加两个处理核心。虽然其他设计没有太大变化,但仅32nm工艺的使用就能让它在TDP(热设计功率)不变、内核数量增加的情况下,仍能保持主频与至强5500持平甚至更高。要知道,碍于TDP的封顶限制,通常多核处理器的内核数量增加时,都可能会拉低主频。因此6核的Westmere-EP主频不降反升,实是难能可贵,对那些对于时钟频率较为敏感的HPC应用来说,其价值不言而喻。

  Westmere-EP与至强5500可共用同一平台,运行主频的不缩水又使得其内核数量增加带来的性能提升效果更加实在。因此凭借着至强5500创下的良好口碑,相信Westmere-EP也必将成为新一代主流双路HPC用服务器市场的中流砥柱,并与Nehalem-EX一道,为用户提供了第五种选择。

  Sandy Bridge:值得期待的未来之星

  待英特尔发布了Nehalem-EX和Westmere-EP,再加上已有至强5500,它在2010年的HPC市场上的阵容已经相当强大。不过,在Tick-Tock战略的推动下,它还将继续维持业内无人能及的创新速度,在2010年底推出具备全新微架构——Sandy Bridge的处理器产品。

  根据英特尔公布的产品路线图,Sandy Bridge将以32nm制造工艺为基础,其最突出的亮点就是会集成全新AVX指令集,将多数HPC应用最为依赖的处理器浮点运算能力翻倍。由此,我们也可以预见到广大HPC用户对于Sandy Bridge微架构服务器处理器的期待程度。

  结语

  从Nehalem-EX,到Westmere-EP,再到Sandy Bridge,我们可以看到英特尔针对HPC用户需求在处理器层面的创新,而这其实只是英特尔推进HPC普及化和HPC应用性能提升的基础而已,与之相配套的,则是英特尔对HPC应用开发和调优、相关专业人才培养和HPC产业市场培育等方面一如既往的支持。仅以HPC应用开发和调优为例,在2010年及未来数年内,英特尔就将在HPC应用开发领域不断推陈出新,完善面向超并行编程的开发工具,打造更为完善的基于IA架构的HPC生态系统,从而与新一代硬件平台一起为今后HPC技术、产业和应用的发展带来更为全面和均衡的源动力。

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