Intel描绘HPC的多核与众核蓝图

　　在今年的国际超级计算机会议上有很多关于多核架构与亿亿次级计算的讨论——这两个主题似乎是密切关联的。但随着各种团体迅猛的朝着这个亿亿次级里程碑迈进，可以明确的是x86多核CPU的自然发展不会使业界离这个目标太远。众核GPGPU(通用GPU)，另一方面也显现出是一种切实可行的实现亿亿级计算的途径。那么Intel的“少GPU”技术意味着什么呢?

　　简言之，Intel对GPGPU的回应是它的新超多核心架构(MIC)。MIC是今年夏天在德国召开的国际超级计算机会议(ISC`10)上提出的，是Larrabee技术的再利用,该技术原先是Intel为高端显卡和虚拟化市场而开发的。当Intel发现努力的结果并不能带来与NVIDIA及AMD发布的GPU的竞争力时，于是就放弃了该计划，并将技术加以改造成为一种HPC加速器。

　　英特尔高性能计算业务总经理RajeebHazra在英特尔有15年的工作经验，今年7月他接替RichardDracott担任HPC业务总经理的一职。在这之前，Hazra是超级计算架构与设计(SAP)部的主管，主要负责高端平台的架构设计，即petaflop和exaflop计算。他向我们深入介绍了Intel的高性能计算战略。

　　他在超级计算部的经历是偶然的，考虑到Intel在服务器市场最大的挑战可能就是为高性能计算的重点部分交付产品。如今，从10大超级计算机到集群，再到下面的高性能客户机，Intel已成为HPC所有平台主要的处理器供应商。该计划还将延续下去。Hazra表示：“我们的目标是推进高性能计算市场的革新，从高端的超级计算到批量工作站，根本上推动所有类型高性能计算的发展。”

　　Intel的MIC架构是其中最主要的部分。Hazra表示，MIC架构是未来10年或更长远的众核处理器设计的基础。但首先他们必须击中一个移动目标。在过去三年，通用GPU进入高性能计算领域的快速扩展已经给NVIDIA——以及较低程度的AMD——一个十分有利的开端。

　　到10月份为止，世界上最快的超级计算机天河1号A，采用的是GPU-CPU的混合架构。该计算机在Linpack测试中达到的速度为2.5petaflops，超过半数以上的性能都是由GPU提供。另外还有其他少数由GPU提供强大支撑的TOP100入榜超级计算机，更多的则还在研发中。如果Intel对GPGPU没有切实可行的替代选择的话，它的芯片将会被降级到在未来很多超级计算机——更不用说主流集群和高性能工作站——中扮演支持的角色。

　　尽管MIC是一个改良的x86产品并且与GPGPU是完全不同的体系结构，但它的目标也是解决同样的问题——也就是在高效能的封装中获得更高的浮点性能。MIC也计划可以像GPU那样的方式使用，也就是作为一个连接传统x86处理器的浮点加速器。一般的思路是这两种架构都使用高度并行和简单核心来使每瓦特释放能多的性能。

　　对任何HPC平台来讲那都是有价值的特性，但是对于下一代数万亿次级别(multi-petaflop)的超级计算机来说将是决定性的。Hazra表明在过去10年中，TOP100超级计算机取得的性能提升主要是借助横向扩展模型，也就是增加更多的处理器和更多的结点。

　　新的CPU架构稍稍改变了每瓦性能曲线的斜率，但是系统普遍变大了，因此会消耗更多的电量。

　　这种情况不会持续很多年。消耗300兆瓦的电量来建立一个500petaflop的系统是不实际的。传统的观念是对于单独的机器来说，电力消耗上限应介于20-40兆瓦之间。所以你不能只是凌驾于现有至强或者皓龙处理器的性能曲线之上，期望为这些未来系统提供所需的性能。Hazra承认：“展望未来5到10年时，那些系统将会有一些重要的转折点。”