“高效制勝、擴(kuò)展無(wú)限—Dell HPC 行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐交流會(huì)”于2012年6月20日在北京悠唐皇冠假日酒店盛大召開(kāi)，戴爾技術(shù)專(zhuān)家及行業(yè)技術(shù)精英和與會(huì)者切磋交流，共商HPC發(fā)展之大計(jì)。
以下是現(xiàn)場(chǎng)快遞。（聲明：本稿件來(lái)源為現(xiàn)場(chǎng)速記，可能有筆誤和別字，僅供參考）
主持人：非常感謝凌主任的精彩分享。接下來(lái)我們有請(qǐng)Dell高級(jí)技術(shù)顧問(wèn)陳江帶來(lái)精彩演講，英特爾新一代產(chǎn)品全力支持高性能計(jì)算。
Dell高級(jí)技術(shù)顧問(wèn)陳江
陳江：大家好，我是來(lái)自Intel的技術(shù)顧問(wèn)，我給大家介紹一下Intel在HPC方面的全面的解決方案。
大家可以看到，實(shí)際上我們HPC系統(tǒng)的發(fā)展速度非常快。從1999年，從最開(kāi)始到上個(gè)世紀(jì)九十年代從100G發(fā)展到現(xiàn)在2012年是20P。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展速度這么快，到底有沒(méi)有用，很多人提出問(wèn)題是覺(jué)得速度已經(jīng)足夠快了，我們并不于是這么快的系統(tǒng)，但是從實(shí)際應(yīng)用中來(lái)看，實(shí)際上現(xiàn)在的速度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足實(shí)際的需修。明顯的例子是在天氣預(yù)報(bào)的方面，大家對(duì)天氣預(yù)報(bào)有很多的抱怨，說(shuō)我們天氣預(yù)報(bào)太不準(zhǔn)了，但是為了達(dá)到準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)，作為天氣工作者，對(duì)于天氣系統(tǒng)，對(duì)于地球的大氣系統(tǒng)，他要有一個(gè)更好的物理模型，其次對(duì)于這個(gè)物理模型他所需要是大量的計(jì)算，能夠及時(shí)計(jì)算出天氣變化的結(jié)果。對(duì)于實(shí)際滿(mǎn)足情況來(lái)說(shuō)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有計(jì)算能力過(guò)剩的情況。
為了提供更快的計(jì)算能力，Intel能夠做些什么呢？首先大家可以看一下，這是一個(gè)最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，頭節(jié)點(diǎn)，管理結(jié)點(diǎn)，計(jì)算結(jié)點(diǎn)，還有存儲(chǔ)的結(jié)點(diǎn)，以太網(wǎng)，InfiniBand網(wǎng)絡(luò)。整套系統(tǒng)中我們Intel能夠提供什么，大家對(duì)Intel了解最多的是我們的CPU，在計(jì)算結(jié)點(diǎn)中他提供計(jì)算能力的CPU。但是實(shí)際上我們現(xiàn)在公司提供的產(chǎn)品并不僅僅限于CPU，今年Intel收購(gòu)InfiniBand廠商，所以在InfiniBand我們也提供完整的產(chǎn)品線。在以太網(wǎng)方面，原來(lái)大家都很清楚，Intel的網(wǎng)卡是業(yè)界份額非常大的網(wǎng)卡提供商，現(xiàn)在我們也收購(gòu)了一家做以太網(wǎng)交換機(jī)芯片廠商，現(xiàn)在我們?cè)谝蕴W(wǎng)方面，交換器和網(wǎng)卡也是完整的提供商。存儲(chǔ)方面，存儲(chǔ)我們并沒(méi)有一個(gè)直接的產(chǎn)品賣(mài)出來(lái)，Intel現(xiàn)在也有存儲(chǔ)的解決方案，同時(shí)在存儲(chǔ)另一部分磁盤(pán)方面，大家也非常清楚，現(xiàn)在從普通硬盤(pán)向SSD發(fā)展，IntelSSD的產(chǎn)品，也是從單機(jī)的SSD到存儲(chǔ)SSD的提供。
下面回到我們最主要的產(chǎn)品，就是我們的CPU以及協(xié)處理器方面，當(dāng)前的應(yīng)用條件下，根據(jù)當(dāng)前所有應(yīng)用軟件特征來(lái)看，CPU還是所有計(jì)算基礎(chǔ)核心，最廣泛的應(yīng)用負(fù)載中，CPU可以提供最好的性能以及性能功耗，同時(shí)因?yàn)闅v史的原因，三十年X86處理器的發(fā)展，也有大量的應(yīng)用程序都是在這個(gè)上面開(kāi)發(fā)的，這是一筆寶貴的財(cái)富，我們將來(lái)還是要利用到這筆財(cái)富的。
下面介紹一下我們今年新推出的E5處理器，今年3月份發(fā)布的，它實(shí)際上對(duì)于前一代5600處理器發(fā)展提升首先是指標(biāo)上的提升，這是每一代新處理器都會(huì)有的，從6核到8核，以及他支持的內(nèi)存數(shù)量由原來(lái)的3通道提升到4通道，內(nèi)存提升到1600等等，簡(jiǎn)單的指標(biāo)上的提升，同時(shí)還有內(nèi)部架構(gòu)上的調(diào)整。所有這些提升集成在一起，綜合來(lái)看，我們測(cè)試了幾十款的HPC方面的應(yīng)用程序，在這些高性能計(jì)算應(yīng)用程序中，我們基本比前一代性能提升最高可以達(dá)到73%的提升，我們InfiniBand的指標(biāo)比上一代提升了兩倍以上的性能。同時(shí)下面這兩點(diǎn)，在現(xiàn)在E5處理器當(dāng)中最主要的兩點(diǎn)提升，第一點(diǎn)就是我們新的指令集，在一個(gè)始終周期內(nèi)，一個(gè)寄存器浮點(diǎn)操作數(shù)，由原來(lái)的兩條提升到四條，整個(gè)核心有兩個(gè)浮點(diǎn)處理單元，所以每一個(gè)核心的浮點(diǎn)操作數(shù)由四條提升到八條，對(duì)于大量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理應(yīng)用當(dāng)中，比如列出了一些科學(xué)計(jì)算、金融等等，在這樣的應(yīng)用程序當(dāng)中，它的性能提升是非常明顯的，都會(huì)有70%到兩倍的提升。
另外一點(diǎn)在E5處理器當(dāng)中，我們最具創(chuàng)新性的改變，我們?cè)瓉?lái)把PCIE控制器同時(shí)集成到CPU的內(nèi)部，這是業(yè)界第一款集成控制器的服務(wù)器處理器，這樣做的好處是非常顯而易見(jiàn)的，在I/O延遲里面我們有30%的改善，在HPC當(dāng)中，在不同處理器之間，它的協(xié)同工作，它之通訊開(kāi)銷(xiāo)非常小，通訊開(kāi)銷(xiāo)的減少，可以同時(shí)提升系統(tǒng)的性能，不僅是單獨(dú)提升相同處理器個(gè)數(shù)情況下的性能，同時(shí)還能夠使得在一個(gè)程序的通訊與計(jì)算比降低，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。
下面對(duì)于并行計(jì)算現(xiàn)在最火熱的一方面，就是對(duì)于這種高度并行的英雄程序，他可以外一些非常小的核，每個(gè)核的處理能力會(huì)比較弱，但是他可以做很多的核，在同一塊芯片上，這種適應(yīng)于可以高度并行的。它的存在的價(jià)值就是有這么一部分程序可以高度并行的，對(duì)于這部分程序來(lái)說(shuō)，應(yīng)用這種重核的技術(shù)，可以在更低功耗情況下達(dá)到更高的性能，內(nèi)存帶寬也比CPU高很多倍，這種協(xié)處理器是有相當(dāng)?shù)膬r(jià)值的。
我們?cè)谌ツ甑臅r(shí)候我們發(fā)布了在重核處理器，我們演示的時(shí)候持續(xù)雙精度浮點(diǎn)性能達(dá)到1T，只需要1片22nm協(xié)處理器，所占整個(gè)面積就是雙倍寬度的爾處理器。同時(shí)最新的，在星期一發(fā)布的TOP500榜單中在第150位的這臺(tái)機(jī)器。給大家一個(gè)直觀的例子，100千瓦，118T這個(gè)水平，在中國(guó)來(lái)說(shuō)跟中科院網(wǎng)絡(luò)中心那臺(tái)差不多，他那臺(tái)系統(tǒng)大概也是110幾T，但是他的功耗就是平常應(yīng)用的功耗，大概是800千瓦左右，跑InfiniBand的時(shí)候他的功耗肯定還會(huì)上升，會(huì)超過(guò)一兆。我們現(xiàn)在采用這種融合協(xié)處理器系統(tǒng)，它的性能以及能耗都可以達(dá)到很高的水平。
剛才我已經(jīng)提到，我們?nèi)陙?lái)積攢了海量X86結(jié)構(gòu)的程序，我們不能把這些寶貴的財(cái)富丟棄，所以我們?cè)陂_(kāi)發(fā)融合處理器的時(shí)候，有一點(diǎn)是最重要的指標(biāo)，就是他與心里CPU編程，采用完全相同的軟件工具，我們現(xiàn)在Intel出的所有然間都會(huì)同時(shí)支持多核與重核的架構(gòu)，使用同樣一套原代碼，不需要很大的改變。同一個(gè)原代碼，同一種軟件這種好處，就是可以避免非常高昂的軟件移植代價(jià)，這種軟件移植代價(jià)是非常大的，我們客戶(hù)經(jīng)常說(shuō)，一條不長(zhǎng)的程序要花幾個(gè)月的時(shí)間，從一種架構(gòu)遷移到另一種架構(gòu)。
剛才也講到，為了達(dá)到更高性能的系統(tǒng)，我下一輪系統(tǒng)創(chuàng)新不僅僅帶CPU上面，更重要一點(diǎn)是帶互連技術(shù)方面，所以Intel這兩年在互連技術(shù)方面，進(jìn)行了大量的工作，今年Qlogic正好在春節(jié)休假的時(shí)候，我們收購(gòu)了它，我們二季度也宣布收購(gòu)了著名的克雷公司的互連架構(gòu)，他的知識(shí)產(chǎn)權(quán)以及他的互連架構(gòu)的技術(shù)，他的下一代互連完全是屬于Intel的品牌。
同時(shí)我們?cè)谝蕴W(wǎng)交換機(jī)方面也收購(gòu)了一家公司，在HPC網(wǎng)絡(luò)互連方面，Intel擁有了一個(gè)完整的全面的解決方案的提供能力，而且他們這些產(chǎn)品將來(lái)與Intel當(dāng)前計(jì)算領(lǐng)域的CPU方面，以及制造工藝領(lǐng)先的技術(shù)相結(jié)合之后，為下一代百萬(wàn)億次這種水平的大規(guī)模機(jī)器研發(fā)提供了充足的動(dòng)力。
剛才講的這些都是硬件方面的解決方案。當(dāng)然在系統(tǒng)中，除了硬件方面來(lái)說(shuō)，軟件也是非常非常重要的，只有很好的軟件才能充分發(fā)揮出硬件的能力，Intel在針對(duì)并行計(jì)算編程有推出兩套軟件包，一個(gè)是Parallel 一個(gè)是Cluster。
除了軟硬件的產(chǎn)品，Intel在高性能計(jì)算方面也有很多的優(yōu)勢(shì)，我們?cè)诿绹?guó)有一套大的機(jī)型，他是為我們客戶(hù)進(jìn)行測(cè)試提供服務(wù)的大規(guī)模機(jī)型，因?yàn)橛行┛蛻?hù)他想知道將來(lái)他的應(yīng)用程序會(huì)跑到什么樣的程度，Intel提供大規(guī)模機(jī)型之后，用戶(hù)可以非常方便的了解到他將來(lái)花這樣的錢(qián)可以買(mǎi)到什么樣的東西。同時(shí)Intel還提供了很多平臺(tái)構(gòu)建模塊，比如像主板、網(wǎng)卡、以及SSD等等，除了在當(dāng)前的產(chǎn)品方面，我們還有單芯片，萬(wàn)億次計(jì)算先進(jìn)的科技研發(fā)能力。
同時(shí)，我們經(jīng)常說(shuō)的最有價(jià)值的是人，我們Intel有專(zhuān)門(mén)的團(tuán)隊(duì)，他們對(duì)Intel在高性能計(jì)算領(lǐng)域都有多年的經(jīng)驗(yàn)，不論在硬件方面還是在軟件方面，有這樣一批的工程師，他可以幫助用戶(hù)進(jìn)行高性能計(jì)算各個(gè)方面的咨詢(xún)，為客戶(hù)提供幫助。我的講演就到這里，謝謝！
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