РЕКЛАМА
ИНФОРМАЦИЯ
ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ
Intel Larrabee: новый GPU от Intel

Intel Xeon E5-2600: обзор двухпроцессорной системы

Sandy Bridge: Intel Core второго поколения

Обзор Ivy Bridge и Intel Core i7-3770K: максимально подробно

Обзор и тест Core i7-3970X Extreme: битва титанов

Серверные процессоры: эволюция в фотографиях

Intel Core i5-3570K, i5-3550, i5-3550S и i5-3570T: тестирование процессоров на новой архитектуре Ivy Bridge

Cуперкомпьютерная выставка 2012

Intel Xeon Phi: карты Intel в суперкомпьютере TACC

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru

ПРОЦЕССОРЫ

Intel Xeon Phi: карты Intel в суперкомпьютере TACC
Краткое содержание статьи: После восьми лет разработок Intel, наконец, анонсировала сопроцессор Xeon Phi, который является детищем проекта Larrabee. Несмотря на то, что его архитектура близка к графическим картам, основное его применение – высокопроизводительные вычисления (HPC).

Intel Xeon Phi: карты Intel в суперкомпьютере TACC


Редакция THG,  4 декабря 2012
Страница: Назад  1 2 3 Далее


Обзор Intel Xeon Phi | Знакомство

Intel рассчитывает создать суперкомпьютер с производительностью класса exaFLOP (10 в 18-й степени) к 2020 году. В середине 1990-х годов производительность самых быстрых систем составляла один teraFLOP (10 в 12-й). Самые быстрые современные системы достигают десятков petaFLOP (10 в 15-й). Чтобы получить один exaFLOP необходимо тысячекратное ускорение системы с производительность один petaFLOP. Это невероятно большая цифра.

Для этой цели определённо нужны ускорители, или как их называет Intel – акселераторы. AMD и Nvidia соревнуются за право называть свои GPU ответственными за внезапный всплеск производительности операций с плавающей запятой в быстрейших суперкомпьютерах. И каждая сторона согласится, что будущее этой сферы зависит не только от процессоров Xeon или Opteron. Большинство аналитиков считают, что будущее за смесью вычислительных ресурсов больших процессоров и маленьких специализированных ядер.

Чтобы компенсировать преимущества, которые есть у обоих поставщиков GPU в этой сфере, а также ответить на растущий спрос на вычислительную производительность, Intel представила сопроцессор Xeon Phi Coprocessor 5110P и анонсировала Phi Coprocessor серии 3100, которые должны появиться в 2013 году.

По сути, в Intel Xeon Phi интегрировано 60 (по крайней мере, в анонсированной модели 5110P) ядер x86 с большими 512-разрядными векторными модулями, работающими на частоте более 1 ГГц и обеспечивающие скорость вычислений двойной точности более 1 teraFLOPS. Они расположены на двухслотовой карте PCI Express со специальной прошивкой на базе Linux. Intel Xeon Phi 5110P включает 8 Гбайт памяти GDDR5, однако карты 3100 серии Intel планирует оснащать 6 Гбайтами. Безусловно, ядра не рассчитаны на обработку основных задач, с которыми справляются процессоры семейства Core и даже Atom. Они преуспевают в параллельных задачах, способных использовать большое количество ядер для максимального эффекта.

Для чего может понадобиться такая карта-акселератор как Intel Xeon Phi? Моделирование погоды, различные медицинские задачи, исследования в области энергетики, трёхмерное моделирование, финансовый анализ, создание контента и производство – все эти области сейчас используют аппаратные средства AMD и Nvidia для наращивания вычислительной мощности. Intel просто делает то же самое, только её продукция не требует переработки и написания кода для CUDA или OpenCL. Таким образом, независимые поставщики могут оптимизировать свои программы под Intel Xeon Phi используя C, C++ и Fortran с определённым дополнением, которое помогает задействовать этот акселератор.

Конечно, на создание такой карты ушло немало сил. Intel запустила проект Larrabeeв 2004 году, когда поняла, что тактовая частота не может расти бесконечно из-за ограничений материалов (процесса) и энергопотребления. Проект Larrabee находился в разработке несколько лет, за этот период было немало новостей, как многообещающих, так и противоречивых.

Этапы развития данного проекта всегда были интересны общественности, поскольку компания проповедовала концепцию множества интегрированных ядер, и она отличалась от решений конкурентов. Естественно, когда выяснилось, что чипы Larrabee не дотягивают до графических процессоров AMD и Nvidia, Intel поменяла концепцию, оставив идею о собственной видеокарте и вместо этого сфокусировалась на высокопроизводительных вычислениях. И далее мы увидим, что карты Intel Xeon Phi пилотной серии уже установлены в суперкомпьютере из Top500.

В рамках премьеры Intel Xeon Phi, Intel пустила корреспондентов в здание Texas Advanced Computing Center, чтобы продемонстрировать суперкомпьютер Stampede, использующий Intel Xeon Phi. Нам удалось сделать несколько фотографий одного из самых быстрых компьютеров в мире во время экскурсии. Но прежде чем понять подход Intel к сфере HPC, необходимо понять концепцию Larrabee.

Обзор Intel Xeon Phi | Возвращаемся к Larabee: начало многоядерной революции

Larrabee – это кодовое имя ныне печально известного проекта, в рамках которого Intel планировала разрабатывать графические адаптеры на базе многоядерной архитектуры и конкурировать с AMD и Nvidia. "Почему не использовать x86 для всех задач?" – спросила компания и сделала специфические программные и аппаратные оптимизации для сферы GPU в одной из своих архитектур. Огромные инвестиции в шину ISA x86 объясняются заинтересованностью компании в использовании существующей технологии для решения проблем с производительностью в будущем.

Идея Larrabee многих заинтриговала. Мы даже опубликовали наш собственный аналитический материал в 2009 году (Intel Larrabee: новый GPU от Intel). К сожалению, в этом же году Intel объявила, что Larrabee в рознице не появится. Затем, в 2010 году нас известили, что проект не только закрывают, но и переносят Larrabee в сферу HPC.

Но вернёмся к настоящему времени. Мало того, что скоро начнутся поставки продукции, над которой инженеры Intel трудились восемь лет, эти карты также уже являются частью суперкомпьютера Stampede класса 10 petaFLOPS, о котором мы говорили на предыдущей странице. Intel и TACC (Texas Advanced Computing Center) сообщили, что "железо", установленное в Stampede, – тестовые образцы, которые по своим характеристикам максимально близки к сопроцессорам серии Intel Xeon Phi 5110P и 3100.

В этой сфере конкуренция очень велика. У Nvidia больше опыта в сфере вычислений на GPU чем у Intel, и недавно она раскрыла, что суперкомпьютер Titan, построенный компанией Cray для Национальной Лаборатории Оук-Ридж (Oak Ridge National Laboratory), использует карты Tesla K20 на архитектуре Kepler для увеличения производительности до 20 petaFLOPS.

AMD тоже пытается привлечь внимание к картам FirePro, особенно в свете выдающейся вычислительной производительности архитектуры Graphics Core Next. К тому же, успехом пользуются процессоры Opteron. Тот же самый суперкомпьютер Titan, оснащённый GPU Nvidia, использует 18 688 процессоров Opteron 6274, каждый процессор состоит из восьми модулей Bulldozer.

Каков же вывод? Несмотря на то, что Intel уже давно является сторонником использования множества ядер в параллельных вычислениях, её подход преимущественно связан с CPU x86 общего назначения, работающими сообща. Тем временем, такие компании как AMD и Nvidia конкурируют с помощью графических архитектур, которые, как оказалось, ловко справляются с вычислениями с плавающей запятой. Intel немного опоздала со своей картой. Однако она делает ставку на распространённость архитектуры x86 для облегчения работы разработчиков софта, многие из которых до сих пор пытаются разобраться в программировании для CUDA или OpenCL.

Обзор Intel Xeon Phi | Архитектура

У корпорации Intel обширный портфель разработанных её инженерами технологий, и Intel Xeon Phi несомненно является его частью. Тем не менее, архитектура Many Integrated Core это нечто большее, чем куча модифицированных процессоров Pentium, созданных по 22-нанометровому техпроцессу. Ниже представлены лишь некоторые характеристики:

  • Дизайн x86 с поддержкой 64-бит
  • Четыре потока на ядро и до 61 ядра на сопроцессор
  • 512-бит SIMD
  • 512 Кбайт кэша L2 на ядро (до 30,5 Мбайт на всю карту Xeon Phi)
  • 22-нанометровые tri-gate транзисторы
  • Поддержка Red Hat Enterprise Linux 6.x или SuSE Linux 12+
  • 6 или 8 Гбайт памяти GDDR5 на карту

Вы наверняка заметили, что даже у самой старшей модели Intel Xeon Phi гораздо меньше ядер, чем у обычного графического процессора. Но нельзя сравнивать ядро MIC с CUDA в соотношении один к одному. Одно ядро Intel Xeon Phi – это четырёхпоточный модуль с 512-бит SIMD. Для верного сопоставления не стоит обращать внимание на маркетинговое определение понятия "ядра".

Любопытно, что карта работает под управлением Linux. Вряд ли на неё можно установить пакет LAMP, но наверняка найдутся те, кто захочет попробовать. Однако в карту Intel Xeon Phi можно войти через протокол SSH и узнать о ней больше информации. Следующий скриншот сделан на опытном образце.

Скриншот сессии по SSH на опытном образце Intel Xeon Phi Coprocessor с началом и концом 6100 строк команды "cat/proc/cpuinfo"

На следующей диаграмме, описывающей архитектуру ядра MIC, Intel утверждает, что менее двух процентов области ядра и кэша на кристалле характерны для логики x86. Хотя процессоры Xeon E5-2680, работающие в суперкомпьютере Stampede, состоят из 2,27 миллиардов транзисторов каждый, родословная x86 относиться к 20 000 - 30 000 транзисторному процессору 8086.

Ядро Knights Corner

Конечно, даже современные настольные процессоры невероятно сложны, и подчёркивают важность получения и передачи данных наиболее эффективным образом. По аналогии с процессорами Sandy Bridge и Ivy Bridge, прототип с кодовым названием Knights Corner использует кольцевую шину, что позволяет максимально эффективно использовать пропускную способность и доступную площадь кристалла. Поскольку у каждого ядра есть много кэша, процессор способен избежать проседания производительности, связанного с поступлением данных из памяти GDDR.

Микроархитектура Knights Corner

Страница: Назад  1 2 3 Далее


СОДЕРЖАНИЕ

Intel Xeon Phi. Отзывы в Клубе экспертов THG [ 3 отзывов] Intel Xeon Phi. Отзывы в Клубе экспертов THG [ 3 отзывов]


РЕКЛАМА
РЕКОМЕНДУЕМ ПРОЧЕСТЬ!

История мейнфреймов: от Harvard Mark I до System z10 EC
Верите вы или нет, но были времена, когда компьютеры занимали целые комнаты. Сегодня вы работаете за небольшим персональным компьютером, но когда-то о таком можно было только мечтать. Предлагаем окунуться в историю и познакомиться с самыми знаковыми мейнфреймами за последние десятилетия.

Пятнадцать процессоров Intel x86, вошедших в историю
Компания Intel выпустила за годы существования немало процессоров x86, начиная с эпохи расцвета ПК, но не все из них оставили незабываемый след в истории. В нашей первой статье цикла мы рассмотрим пятнадцать наиболее любопытных и памятных процессоров Intel, от 8086 до Core 2 Duo.

ССЫЛКИ
Реклама от YouDo
Смотрите: ремонт газовых плит в железнодорожном: подробнее здесь.
Ремонт телефонов Huawei на Юду.
Смета на установку столбов освещения на http://remont.youdo.com/engineering/estimates/commissioning/electricity/lighting/plan/stolbi/.