英特爾塑造高性能計算的未來

從工作站、云到全球Top500超級計算機，英特爾一直是高性能計算的堅實基礎。在近日舉行的2020年超級計算大會（SC20）上，英特爾副總裁兼高性能計算部總經理Trish Damkroger展示了英特爾及合作伙伴通過軟、硬件技術來加速先進高性能計算系統(tǒng)廣泛部署，共同塑造高性能計算的未來。

英特爾在2020年超級計算大會上主要亮點：

●   更高的內存帶寬、全新的核心架構、更多的處理器核數(shù)以及更快速的輸入/輸出：即將推出的第三代英特爾?至強?可擴展處理器（代號“Ice Lake”）將為高性能計算工作負載提供更高性能。

●   馬克斯·普朗克計算和數(shù)據(jù)中心（Max Planck Computing & Data Facility）以及韓國氣象廳等客戶都選擇第三代英特爾至強可擴展處理器來加速高性能計算應用。

●   美國阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）利用英特爾^? Xe-HP GPU和英特爾? oneAPI工具包來加速E級計算應用的開發(fā)。

●   AWS、Penguin Computing和Advantech等合作伙伴已通過認證，來部署針對高性能計算優(yōu)化的英特爾?精選解決方案，幫助客戶部署和管理高性能計算工作負載。

加州圣克拉拉，2020年11月17日——在2020年超級計算大會上，英特爾重點展示了公司如何通過軟硬件技術塑造高性能計算的未來。全球范圍內，諸多企業(yè)選擇英特爾? XPU（CPU、GPU、FPGA和加速器）和oneAPI編程環(huán)境，來加快先進計算系統(tǒng)的開發(fā)和部署。

第三代英特爾^?至強^?可擴展處理器（代號“Ice Lake”）

在2020年超級計算大會的主題演講中，英特爾副總裁兼高性能計算部總經理Trish Damkroger著重介紹了英特爾即將推出的Ice Lake服務器處理器，它將為廣泛的高性能計算工作負載提供性能優(yōu)化的功能。通過更高的內存帶寬、新的高性能Sunny Cove核心架構、更多的處理器核數(shù)，以及對第四代PCIe的支持，Ice Lake處理器將幫助客戶解決包括生命科學、材料科學和天氣建模等多個學科的科學挑戰(zhàn)。

早期測試表明，對比搭載64核處理器的競品x86系統(tǒng)，采用32核雙路系統(tǒng)的Ice Lake處理器能夠以一半數(shù)量的處理器內核為特定工作負載提供更高的性能。對比搭載比32核Ice Lake處理器系統(tǒng)多一倍處理器內核的競品x86系統(tǒng)，生命科學和金融服務應用類客戶會在NAMD分子動力學模擬（最高1.2倍）¹、蒙特卡羅模擬（最高1.3倍）²和LAMMPS分子建模模擬（最高1.2倍）³等工作負載上都獲得更高的性能。

諸多客戶正在采用Ice Lake來滿足自身對新一代高性能計算的需求，包括：

●   韓國氣象廳 將Ice Lake服務器處理器應用于其5號超級計算機中，該系統(tǒng)能夠實現(xiàn)每秒50千萬億次浮點運算，幫助研究天氣和氣候變化，并實現(xiàn)比當前系統(tǒng)更可靠、更具可行性的預測。

●   馬克斯·普朗克計算和數(shù)據(jù)中心 將在其全新的Raven系統(tǒng)中采用Ice Lake。Raven系統(tǒng)可實現(xiàn)每秒9千萬億次浮點運算，能夠支持物理學、生物學、理論化學等領域的突破性研究。

●   日本國家工業(yè)科學技術研究所 將在其AI數(shù)據(jù)中心樓內新增的AI橋接綠色云基礎設施系統(tǒng)中采用Ice Lake。預計，該系統(tǒng)的半精度浮點運算峰值將達每秒850千萬億次。

●   東京大學和大阪大學 是首批采用Ice Lake的日本大學。東京大學每秒達2千萬億次的浮點運算系統(tǒng)和大阪大學每秒達2.8千萬億次的浮點運算系統(tǒng)，將主要用于綜合研究和數(shù)據(jù)分析。

●   甲骨文將在其甲骨文云基礎設施內部署Ice Lake，運行X9 Generation高性能計算云實例，適用于碰撞模擬、抗震分析和電子設計自動化等計算密集型工作負載。

此外，Damkroger還重點介紹了一些近期的超算項目，這些項目利用英特爾最新的至強處理器、即將面世的至強處理器、內存和人工智能技術來推動科學研究：

●   巴塞羅那超算中心采用英特爾^?傲騰^?持久內存和至強可擴展處理器，以加速采用異構內存架構的高性能計算應用。該中心的研究員發(fā)現(xiàn)，傲騰持久內存不僅功耗比DRAM低10倍，還能夠讓多個應用的性能實現(xiàn)雙位數(shù)提升。

●   LIQID和英特爾正攜手為美國國防部提供全球最大的組合式超級計算機。采用英特爾至強鉑金9200 處理器的LIQID的平臺，主要用于為美國國防部的人工智能工作負載按需創(chuàng)建軟件定義服務器，并能夠提升資源利用率和AI性能。

英特爾Xe-HP GPU為美國阿貢國家實驗室開辟通向E級計算之路

在2020年超級計算大會上，英特爾和美國阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）宣布雙方將基于英特爾Xe-HP微架構的GPU和英特爾oneAPI工具包，共同設計和驗證E級應用。阿貢國家實驗室的開發(fā)者采用英特爾最新的異構計算編程環(huán)境，以確?？茖W應用能夠支持正在部署的Aurora超級計算機的規(guī)模和架構。

Xe-HP GPU為阿貢國家實驗室提供了面向英特爾?Xe-HPC GPU（“Ponte Vecchio”）的開發(fā)工具，后者將被應用于Aurora系統(tǒng)。

面向高性能計算的英特爾^?精選解決方案

英特爾近期宣布，數(shù)家新的合作伙伴已經驗證并正在提供采用了英特爾精選解決方案的高性能計算優(yōu)化解決方案，這些合作伙伴包括：

●   AWS宣布將面向模擬和建模的英特爾精選解決方案集成到其ParallelCluster環(huán)境中。利用英特爾優(yōu)化的環(huán)境，客戶可以在AWS上輕松創(chuàng)建高性能、按需自動擴展的集群。該英特爾精選解決方案已經在AWS的c5n.18xlarge、m5n.24xlarge和r5n.24xlarge實例上進行了驗證。

●   Penguin Computing正在部署面向高性能計算和AI融合集群的英特爾精選解決方案，使客戶能夠滿足越來越高的同時運行AI和高性能計算工作負載的需求。

Advantech攜手英特爾與GARAOTUS，為客戶提供Advantech SKY-5240。Advantech SKY-5240滿足了基因組學應用的高性能計算需求，并已經通過驗證，成為面向基因組分析的英特爾精選解決方案。

性能因使用、配置和其他因素而異。更多信息請訪問 www.intel.com/PerformanceIndex 。性能結果基于截至配置中顯示的日期的測試，可能無法反映所有公開可用的更新。有關配置的詳細信息，請參見備份。任何產品或組件都無法提供絕對的安全性。成本和結果可能有所差異。英特爾技術可能需要支持的硬件、特定軟件或服務激活。英特爾不控制或審核第三方數(shù)據(jù)。請咨詢其他資源以評估準確性。

更多信息請閱讀 “英特爾和阿貢國家實驗室的開發(fā)者開辟通向E級計算之路”

1 NAMD 分子動力學模擬: 2S第三代英特爾至強可擴展處理器（Ice Lake）：單節(jié)點，2個預生產的第三代英特爾至強可擴展處理器（Ice Lake – 2.2GHz，每個插槽32個核心），英特爾參考平臺，256GB、16x16GB 3200MHz DDR4，超線程啟用，TURBO啟用，SNC禁用，SSDSC2KG96 960GB，BIOS SE5C6200.86B.0017.D92.2007150417，微代碼0x8c000140，CentOS Linux 7.8, 3.10.0-1127.18.2.el7.crt1.x86_64，使用Intel C Compiler 2020u2編譯，英特爾數(shù)學內核庫，NAMD：2_15-Alpha1，由英特爾于2020年9月17日進行測試。2S AMD EPYC 7742：單節(jié)點，2個AMD EPYC 7742（2.25GHz，每個插槽64個核心），Supermicro平臺，16x16GB 3200MHz DDR4，SMT啟用，Boost啟用，NPS=4，SSDSC2KG96 960GB，BIOS2.0b dt 11/15/2019，微代碼0x8301025，CentOS Linux 7.7.1908，3.10.0-1127.13.1.el7.crt1.x86_64，使用AOCC 2.2編譯，英特爾數(shù)學內核庫，NAMD：2_15-Alpha1，由英特爾于2020年9月10日進行測試。

2 蒙特卡洛模擬：2S第三代英特爾至強可擴展處理器（Ice Lake）：單節(jié)點，2個預生產的第三代英特爾至強可擴展處理器（Ice Lake – 2.2GHz，每個插槽32個核心），英特爾參考平臺，256GB, 16x16GB 3200MHz DDR4，超線程啟用，TURBO啟用，SNC禁用，SSDSC2KG96 960GB，BIOS SE5C6200.86B.0017.D92.2007150417，微代碼0x8c000140，CentOS Linux 7.8，3.10.0-1127.18.2.el7.crt1.x86_64，使用Intel C Compiler 2020u2編譯，英特爾數(shù)學內核庫2020u2，英特爾開發(fā)的Monte Carlo FSI Kernel工作負載，由英特爾于2020年10月9日測試。2S AMD EPYC 7742：單節(jié)點，2個AMD EPYC 7742（2.25GHz，每個插槽64個核心），Supermicro平臺，16x16GB 3200MHz DDR4，SMT啟用，Boost啟用，NPS=4，SSDSC2KG96 960GB，BIOS2.0b dt 11/15/2019，微代碼0x8301025，CentOS Linux 7.7.1908，3.10.0-1127.13.1.el7.crt1.x86_64，使用Intel C Compiler 2020u2編譯，英特爾數(shù)學內核庫2020u2，2，英特爾開發(fā)的Monte Carlo FSI Kernel，由英特爾于2020年7月17日測試。

3 LAMMPS分子建模模擬（原子流體，銅，液晶，聚乙烯，蛋白質，斯蒂林格-韋伯，特索夫和水的幾何平均值）：第三代英特爾至強可擴展處理器（Ice Lake）單節(jié)點，2個預生產第三代英特爾至強可擴展處理器（Ice Lake – 2.2GHz，每個插槽32個核心），英特爾參考平臺，256GB, 16x16GB 3200MHz DDR4，超線程啟用，TURBO啟用，SNC禁用，SSDSC2KG96 960GB，BIOS SE5C6200.86B.0017.D92.2007150417，微代碼0x8c000140，CentOS Linux 7.8，3.10.0-1127.18.2.el7.crt1.x86_64，使用Intel C Compiler 2020u2編譯，英特爾數(shù)學內核庫2020u2，LAMMPS 03/03/2020，由英特爾于2020年10月9日測試。2S AMD EPYC 7742：單節(jié)點，2個AMD EPYC 7742（2.25GHz，每個插槽64個核心），Supermicro平臺，16x16GB 3200MHz DDR4，SMT啟用，Boost啟用，NPS=4，SSDSC2KG96 960GB，BIOS2.0b dt 11/15/2019，微代碼0x8301025，CentOS Linux 7.7.1908，3.10.0-1127.13.1.el7.crt1.x86_64，使用AOCC 2.2編譯，LAMMPS 07/21/2020，由英特爾于2020年8月19日測試。