微异构,让高性能计算飞起来

    随着天河二号在本年度Top500的夺魁，中国在高性能计算这一聚光灯下的身影也逐渐开始清晰。“国家发展对于高性能计算有需求，而中国对于高性能计算的投入也非常坚决。现阶段最大的瓶颈是如何更好的应用超算，为国民经济生产做贡献，使投资获得足够的回报。”在英特尔(中国)有限公司行业合作与解决方案部中国区总监凌琦看来，对于现阶段的中国来说，超级计算机的制造不再是问题，最大的问题是来自应用层面

    据英特尔数据中心及互联系统事业部技术计算和平台应用支持团队平台架构师何万青博士介绍，目前中国有许多援外投资，在基础建设方面相比国内是有一定差距的。而至强融核协处理器的出现，为用户提供了一种可能性，可以用相对比较少的节点组件成可以移动的系统，提供高密度的计算能力。而用SSD替换传统硬盘的方式也使得这种移动节点的可靠性得到了保障，这样就可以在现场进行粗粒度的工作。在2013年的高性能计算大会上，已经有中国厂家提供了工作站搭配至强融核协处理器的解决方案。何万青同时提到，英特尔在下一代开发代号为“Knights landing”的众核产品上，除去传统的PCIE插卡，还将提供可以独立使用的嵌入式产品供选择。 

     石油行业所遇到的实际问题也从侧面说明了这一点。随着经济发展对于石油需求的不断增加，石油作为不可再生资源只有采用开源节流的方式去获取更多。据英特尔(中国)有限公司企业解决方案部能源行业资深企业客户经理杭晓东介绍，“在原有的基础上要做更加细致的勘测，乃至到海洋中去寻找石油都是目前采用的方式。随着需求的增加，地质结构越来越复杂，计算量也成几何数字在增加，从时间偏移到深度偏移乃至逆时偏移。在海洋中寻找石油的计算量要比在陆地上增加好几倍。”随着用户对于系统计算能力的需求不断增大，英特尔在不断提高至强处理器的同时，也为用户提供了至强融核协处理器来大幅度提高用户单位机柜的计算能力。“英特尔所倡导的SSD存储和万兆网络，以及InfiniBand互联架构都是在为构建一个平衡的系统，英特尔的诉求不只是提高核心计算性能，而是在整个系统上更均衡的高性能。”

    对此，英特尔在考虑下一代加速节点时设想，用比较小的X86内核在同样的指令集架构下进行高度集成，适用于并行的、大规模的、简单的计算。凌琦强调：“最重要的是这个核一定是遵循X86架构的，所以向量化的过程是相对容易的。”据悉，在实际操作中，将应用从传统X86系统迁移到由英特尔至强和至强融核协处理器组成的微异构系统，唯一要做的是对程序进行优化。与GPGPU的迁移方式完全不同。

如果超级计算机不能提供通用、友善的编程模式，那显然这样的超算是不适合出现在公共服务领域的。凌琦在访谈的最后表示：“通常非企业用超算的服务对象都不是单一的，考虑到超算中心要提供的诸多服务，采用微异构的架构将是提高投资回报率的有效方法。”