微異構(gòu)倍受認(rèn)可 至強(qiáng)融核魅力何在?
DOIT原創(chuàng) 崔昊 發(fā)表于:13年06月25日 23:55 [原創(chuàng)] DOIT.com.cn
微異構(gòu)倍受認(rèn)可 至強(qiáng)融核魅力何在?
為何一年過(guò)去英特爾至強(qiáng)融核協(xié)處理器系統(tǒng)能夠取得如此大的進(jìn)步,能在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的加速器架構(gòu)跌出TOP500排行榜的情形下加速?zèng)_刺?
首先,英特爾至強(qiáng)融核為高性能計(jì)算系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的性能提升,早在2011年英特爾就在DGEMM 進(jìn)行的協(xié)處理器現(xiàn)場(chǎng)演示中,進(jìn)行了使用單顆“ Knights Corner”協(xié)處理器提供超過(guò) 1 TeraFLOPs(每秒 1 萬(wàn)億次浮點(diǎn)計(jì)算)雙精度實(shí)際性能的展示;在2012年年底進(jìn)行的正式發(fā)布中,英特爾至強(qiáng)融核主要產(chǎn)品5110P能夠提供1011 Gigaflops(即每秒1萬(wàn)億次浮點(diǎn)計(jì)算)的雙精度浮點(diǎn)計(jì)算性能。
Stampede系統(tǒng)是英特爾至強(qiáng)融核高性能最具代表性的受益者,這一系統(tǒng)在2012年6月僅以1809.9TFlops(Rpeak,以下同)位居第150位,但半年后的TOP500中就以3959.0TFlops的性能位列第七,更令人吃驚的是,這一系統(tǒng)目前已憑驚人的8520.1TFlops位列最新TOP500第六位。
其次,從Stampede的性能提升中我們不難發(fā)現(xiàn),德州高級(jí)計(jì)算中心(TACC)在一年的時(shí)間里,不斷飛躍式的性能提升已經(jīng)明顯驗(yàn)證了高性能計(jì)算系統(tǒng)性能提升的最佳“法則”——擴(kuò)展更簡(jiǎn)單、性能提升更快、效率提升顯著——這對(duì)傳統(tǒng)的異構(gòu)-混合架構(gòu)而言是很難實(shí)現(xiàn)的。
這說(shuō)明,TACC的工程師們?cè)跀U(kuò)展硬件規(guī)模的同時(shí),讓?xiě)?yīng)用程序“跑滿(mǎn)”了系統(tǒng)的性能,讓程序代碼快速的適應(yīng)了大規(guī)模動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的系統(tǒng)(甚至是在一個(gè)混合架構(gòu)中),這一(混合架構(gòu))系統(tǒng)的可編程性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)它的“同類(lèi)”們:Stampede是(第一款)使用英特爾至強(qiáng)融核協(xié)處理器的TOP500榜單角逐者,采用英特爾的“微異構(gòu)架構(gòu)”(Neo-heterogeneous architecture)。
“微異構(gòu)架構(gòu)”(Neo-heterogeneous architecture)的架構(gòu)以英特爾至強(qiáng)處理器和英特爾至強(qiáng)融核處理器組成,是一種具有多種類(lèi)型、可提供計(jì)算力的硬件架構(gòu),但卻由通用編程模型予以支持,以簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)和優(yōu)化過(guò)程。這一優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)異構(gòu)架構(gòu)(使用CPU與GPU加速器的組合)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
在這一架構(gòu)中,用戶(hù)能夠充分利用在英特爾架構(gòu)上使用的常見(jiàn)編程模式、技術(shù)和開(kāi)發(fā)者工具——用英特爾并行編程傳播總監(jiān)James Reinders的話(huà)說(shuō):“如果你想用相同的語(yǔ)言(比如Fortran)、相同的并行編程模型、熟悉的工具滿(mǎn)足高度并行的需要,至強(qiáng)和至強(qiáng)融核是最好的選擇!
尤其是在“并行時(shí)代”,英特爾“微異構(gòu)架構(gòu)”的優(yōu)勢(shì)更為明顯。一方面,至強(qiáng)融核作為高度并行設(shè)備,在并行編程中能夠獲得強(qiáng)大的性能表現(xiàn),而至強(qiáng)處理器也能夠獲益;另一方面,由于英特爾努力嘗試著解決了硬件特定編碼的問(wèn)題,可以用Fortran、C、C++,編程不受限制,用戶(hù)可以在英特爾至強(qiáng)+英特爾至強(qiáng)融核的“微異構(gòu)架構(gòu)”中以“同樣的語(yǔ)言、并行編程模型和類(lèi)似的工具來(lái)滿(mǎn)足高度并行的需求”,英特爾“微異構(gòu)架構(gòu)”通過(guò)“可復(fù)用、簡(jiǎn)單、單一的編程模式”已經(jīng)獲得了大量用戶(hù)的認(rèn)可。
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