10月27-31日舉辦的2013年全國高性能計算學術年會(HPC China 2013)上,英特爾展示了基于至強E5處理器和至強融核協處理器平臺的Embree照片級光線追蹤解決方案。
光線追蹤(ray tracing)是一個在二維(2D)屏幕上呈現三維(3D)圖像的方法。簡單來講,這個技術的原理就是通過一個光線跟蹤程序利用數學方式確定和復制從一幅圖像的光線的路線。在計算機圖形領域中,這種技術被普遍應用于生成高質量的照片級圖像,大大簡化了構建渲染模型,并且最大化的還原物體的細節。目前,該技術被廣泛應用于游戲、動畫、電視和DVD制作、電影等專業圖形應用領域。但是在實際使用中,光線追蹤技術應用運行的速度成為了最大挑戰之一。
Embree 是一組由英特爾研究院開發的高性能光線追蹤內核。這些內核經過專門的優化,并且支持SSE 和AVX 指令集,可在最新的英特爾處理器上進行照片級的渲染。除了光線追蹤內核,Embree 還提供了一個照片級渲染引擎的示例。Embree 專為Monte Carlo 光線追蹤算法而設計,其中大部分光線都不連貫。在這種情形下,Embree 中特定的單條光線穿越內核可以提供最佳性能,而且它們極易集成到現有應用當中。
在本次的展示中Embree系統被運行于基于英特爾至強處理器與至強融核協處理器的微異構平臺之上。英特爾數據中心及互聯系統事業部技術計算和平臺應用支持團隊平臺架構師何萬青博士講到:“之所以采用微異構,是因為光線追蹤技術對計算、尤其是并行計算的能力需求很高,以實現高質量的實時渲染,這也是至強融核協處理器最擅長的。與傳統架構平臺對比,采用至強處理器與至強融核協處理器的平臺將渲染速度提升至4倍之多。”所謂微異構,即具有多種類型、可提供計算力的硬件架構,但卻由通用編程模型予以支持,以簡化開發和優化過程。這一優勢是傳統異構架構(使用CPU與GPU加速器的組合)所無法實現的。于今年6月份榮登第41屆全球高性能計算機500強(TOP500)排行榜榜首,被評為全球最強大的超級計算機天河二號就采用了微異構。