Intel разрабатывает процессоры для самого быстрого суперкомьютера в мире

Система, созданная на базе нескольких тысяч процессоров и сопроцессоров Intel, недавно была признана наиболее мощным суперкомпьютером в мире, возглавив 41-ю редакцию рейтинга суперкомпьютеров Top500.

Система, известная как Milky Way 2, включает 48 000 сопроцессоров Intel Xeon Phi и 32 000 процессоров Intel Xeon и имеет производительность 54,9 Пфлопс (54,9 квадриллионов операций с плавающей запятой в секунду), что более чем в два раза превышает производительность лидера предыдущей редакции TOP500, опубликованного в ноябре 2012 г. Эта первая система, созданная полностью на базе технологий Intel, занявшая верхнюю строчку данного рейтинга с 1997 г.

Intel объявила о расширении линейки сопроцессоров Intel Xeon Phi и сообщила некоторые подробности о втором поколении Intel Xeon Phi под кодовым наименованием Knights Landing. Новые решения и технологии позволят радикально увеличивать энергоэффективность и производительность суперкомпьютеров во всем мире.

По прогнозам, годовой доход в мировом сегменте серверов для супервычислений в ближайшие 4 года увеличится на 36%1: c $11 млрд до $15 млрд. Увеличение количества и распространение суперкомпьютеров вызваны постоянной потребностью в ускорении вычислений, моделировании и принятии более обоснованных решений в различных отраслях. Суперкомпьютеры используются для повышения точности прогнозов погоды, помощи в исследовании более эффективных источников энергии, разработки лекарств от различных болезней, расшифровки генома человека и анализа больших данных.

Phi стали мощной комбинацией, на базе которой сегодня создано множество наиболее быстрых суперкомпьютеров. Сопроцессоры Intel Xeon Phi на базе архитектуры Intel Many Integrated Core (MIC) удовлетворяют требованиям к более высокой производительности и сочетают в себе более энергоэффективные и удобные для пользователя технологические решения.

Разработанная для Национального центра суперкомпьютерных вычислений (г. Гуанчжоу, Китай), система Milky Way 2 создана на базе 32 000 новейших 12-ядерных процессоров Intel Xeon E5-2600 v2 с архитектурой Ivy Bridge и 48 000 сопроцессоров Intel Xeon Phi, суммарной мощностью 17,8 МВт. Она является не только самой быстрой, но и одной из наиболее энергоэффективных систем, представленных в TOP500; в ней использована неогетерогенная архитектура, благодаря которой аппаратные средства имеют несколько уровней вычислительных возможностей. Доступ к ним осуществляется при помощи общей модели, повышающей эффективность разработки и оптимизации, что было невозможным при использовании сочетания ЦП и графических ускорителей.

Ведущие показатели производительности и энергоэффективности системы были достигнуты благодаря использованию новейших Intel Xeon E5-2600 v2 на базе 22-нм производственной технологии Intel. Эти процессоры помимо Milky Way 2 используются и в двух других суперкомпьютерах из списка Bull Top500: в системе с производительностью 557 Тфлопс (54-е место) и в системе с производительностью 139 Тфлопс (329-е место), созданных в рамках программы «ранней отгрузки» Intel для разработчиков суперкомпьютеров. Они будут иметь до 12 ядер с тактовой частотой до 2,7 ГГц, обеспечивая производительность 259 Гфлопс на разъем, что на 56% превосходит показатели предыдущего поколения.

Более 80% (403 систем) суперкомпьютеров, представленных в 41-ой редакции рейтинга TOP500, созданы на базе процессоров Intel (из систем, впервые вошедших в рейтинг, на базе Intel – 98%). В июньском TOP500 насчитывается 11 систем на базе Intel Xeon Phi, включая системы класса «ПетаФлопс», в том числе, Milky Way 2 с производительностью 54,9 ПФлопс и Stampede (10 ПФлопс).

Публикуемый один раз в полгода рейтинг суперкомпьютеров TOP500 является проектом Ганса Мейера (Hans Meuer) из Мангеймского университета, Эриха Стромайера (Erich Strohmaier), Хорста Саймона (Horst Simon) из Научно-исследовательского вычислительного центра Министерства энергетики США и Джека Донгарра (Jack Dongarra) из Университета Теннеси.

Intel объявила о добавлении к текущему поколению сопроцессоров Intel Xeon Phi пяти новых решений, которые имеют различные уровни производительности, энергопотребления, объем памяти и форм-факторы и доступны на рынке уже сегодня. Intel Xeon Phi 7100 оптимизирован для обеспечения наибольшего быстродействия, обладает 61-м вычислительным ядром с тактовой частотой 1,23 ГГц, поддержкой 16 ГБ памяти (в два раза больше, чем объем, доступный ранее в ускорителях или сопроцессорах) и производительностью 1,2 ПФлопс при вычислениях с двойной точностью.

Сопроцессор Intel Xeon Phi семейства 3100 призван обеспечить оптимизированную по цене производительность. Данное семейство имеет 57 ядер с частотой 1,1 ГГц и производительность 1 ТФлопс при выполнении вычислений с двойной точностью.

И наконец, корпорация Intel добавила к процессорам Intel Xeon семейства 5100, которое было представлено в прошлом году, еще одну модель. Сопроцессор Intel Xeon Phi 5120D оптимизирован для вычислительных сред с высокой плотностью мотажа компонентов и имеет возможность подключения разъемов непосредственно к мини-плате для использования в форм-факторе блейд-сервера.

Intel сообщила подробности о втором поколении процессоров Intel Xeon Phi, призванных расширить возможности суперкомпьютеров. Следующее поколение, получившее кодовое наименование Knights Landing создается на базе 14-нм производственной технологии с трехмерными транзисторами Tri-gate 2-го поколения. Knights Landing призваны освободить от излишней нагрузки центральные процессоры Intel Xeon и обеспечивают пользователям возможность обновления сопроцессоров, выполняющих во многом аналогичные функции. При установке в разъем системной платы они смогут функционировать в качестве центральных процессоров. При этом Knights Landing обеспечат более высокую плотность монтажа вычислительного оборудования и прирост производительности на ватт потребляемой мощности. Для повышения производительности суперкомпьютеров корпорация Intel значительно увеличит пропускную способность памяти решений Knights Landing посредством применения интегрированной памяти. Это позволит воспользоваться преимуществами всей доступной вычислительной мощности, не сталкиваясь с распространенными сегодня узкими местами.