英特爾揭露未來高效能運算系統套件與 Intel Xeon Phi 發展

在美國紐奧良登場的超級電腦大會（SC’14）上，英特爾公司宣布多項全新強化技術，以鞏固在高效能運算（High Performance Computing，HPC）的領先地位，包括公布新一代 Intel Xeon Phi 處理器（代號為 Knights Hill），以及針對 HPC 建置環境進行最佳化的高速互連技術 Intel Omni-Path Architecture 的架構與效能細節。

此外，英特爾還宣布發表新版開放軟體（open source software）與多項合作計畫，目標是讓 HPC 業界更容易從當前與未來英特爾的產業標準硬體中，徹底發揮其效能潛力。

這些新 HPC 建構元件與業界合作計畫，將協助克服極致擴充性與 HPC 主流用途的兩方面挑戰，同時提供一個完善基礎，做為具成本效益的邁向百萬兆級（exa-scale）運算的管道。

Intel Xeon Phi 發展

英特爾公布第 3 代 Intel Xeon Phi 產品系列（代號為 Knights Hill），將採用英特爾的 10 奈米製程技術，並整合 Intel Omni-Path Fabric 架構技術。Knights Hill 將緊跟在即將推出的第 2 代 Intel Xeon Phi 產品系列（Knights Landing）產品之後推出，首部搭載 Knights Landing 的商業化系統將在明年出貨。

業界在 Intel Xeon Phi 處理器上的投資持續成長。已有超過 50 家供應商將推出搭載新版 Knights Landing 處理器的新系統，許多產品將採用協同處理器 PCIe 卡的版本。目前許多採用 Knights Landing 處理器的客戶，其打造出的系統的運算效能可超過 100 PFLOPS（每秒執行 100 千兆次浮點運算）。

近期採用 Knights Landing 的大客戶包括洛斯阿拉莫斯與桑迪亞國家實驗室（Los Alamos and Sandia National Laboratories）聯手打造的 Trinity 超級電腦，以及美國能源部（DOE）國家能源研究科學運算（NERSC）中心的 Cori 超級電腦。此外，專門經營地理資料運算的 DownUnder GeoSolutions 公司最近宣布採用英特爾 Xeon Phi 協同處理器打造業界規模最大的系統。另外，美國國家超級電腦應用中心 IT4Innovations 亦宣布一部新設超級電腦，將成為全歐洲運用英特爾 Xeon Phi 協同處理器打造出規模最大的叢集系統。

Intel Omni-Path Architecture 效益

英特爾宣布 Intel Omni-Path Architecture 將提供 100 Gbps 的傳輸速度，相較於同級的 InfiniBand 交換器，其傳輸延遲最多可減少 56%。Intel Omni-Path Architecture 採用 48 埠交換器晶片，提供比目前 36 埠的 InfiniBand 交換器更高的傳輸埠密度與系統擴充性。由於每個交換器晶片能增加高達 33% 的節點，因此不僅能減少所需的交換器數量，還能簡化系統設計並降低每種規模環境的基礎建設成本。預期的系統擴充效益包括：

比 InfiniBand 最多高出 1.3 倍的傳輸埠密度 – 讓更小的叢集系統發揮最大的單交換器投資效益。
比起同級的中至大型 InfiniBand 叢集，使用的交換器數量最多可減少 50%。
在 2 層式架構組態中，使用和 InfiniBand 叢集數量相同的交換器，擴充性提高最多 2.3 倍 – 讓所有大型叢集系統以更低的成本進行擴充。
英特爾啟動 Intel Fabric Builders 計畫，旨在建構產業生態體系，一同運用 Intel Omni-Path 架構打造各種解決方案。另外還宣布擴大英特爾平行運算中心的規模，在 13 個國家設立超過 40 個中心，針對 HPC 最受歡迎的開放社群程式碼中的 70 多項程式碼進行更新升級。
英特爾著手擴展其 Lustre 軟體功能，釋出 Intel Enterprise Edition for Lustre software v2.2 以及 Intel Foundation Edition for Lustre 軟體。新程式採用功能強化的 Intel Lustre 軟體解決方案，包括戴爾（Dell）、DataDirect Networks、以及 Dot Hill 等廠商目前都推出相關方案。

延續 TOP500 的成長動能

在剛發表的第 44 屆 TOP500 超級電腦排名中，採用英特爾處理器的系統在所有上榜的超級電腦中佔了 86%，在所有新進榜的系統中更佔了 97%。第一代英特爾 Xeon Phi 產品系列推出兩年後，這些多重核心（many-core）協同處理器系統，在所有 TOP500 超級電腦的總合效能中佔了 17% 的比例。

英特爾資料中心事業群副總裁暨工作站與 HPC 部門總經理 Charles Wuischpard 表示：「英特爾非常高興看到業界運用目前與未來世代的 Intel Xeon Phi 處理器與高速互連架構技術開發各種 HPC 系統，顯現強勢的市場成長動能以及客戶熱烈的投資。整合這些基礎 HPC 建構元件，再搭配開放的標準編程模型，將大幅提升 HPC 系統的效能、拓展產品來源與應用範疇、並作為邁向百萬兆級（exa-scale）運算的基礎。」

DownUnder GeoSolutions 執行總監 Matt Lamont 博士表示：「結合英特爾 Xeon Phi 協同處理器與我們的專利軟體，讓我們得以為客戶提供業界迄今最強大的地理資料處理系統（geo-processing production systems）之一。我們的解決方案採用英特爾 Xeon Phi 協同處理器，提供即時互動的模式，並且可以在每位地理學家的電腦上執行處理與成像功能。以往得花數週的測試機制，如今僅須數天就能完成。英特爾 Xeon Phi 協同處理器讓我們感到驚艷，我們已經迫不急待著手測試新一代產品。」

（首圖來源：Flickr/huangjiahui BY CC2.0）

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