Intel“芯”超算:Xeon Phi采用硅光子学

    超算TOP500榜单的发布，我国自主研发的排名世界第一的“天河二号”受到广泛关注，这台超算机采用的是Intel的至强系列处理器。天河二号核心为3.2万个英特尔Ivy Bridge Xeon多核处理器与4.8万个Xeon Phi协同处理器。其前代天河一号A为配备了14,336颗至强X5670处理器、7168块基于Nvidia Fermi架构的Tesla M2050计算卡、2048颗国防科技大学研制的飞腾处理器以及5PB存储设备。

天河二号超级计算机（图：网易）

    超级计算机在天气气候预报、分子结构分析、大数据分析研究、探索宇宙起源等项目上都发挥着巨大的能量，有着不可替代的作用。第41届全球高性能计算机500强排行榜中，超过80％的上榜系统采用了英特尔处理器。在该榜单的所有新晋系统中，则有超过98％的系统采用了英特尔处理器，可见Intel芯片的强悍之处。

    在上周德国的莱比锡国际超级计算机大会上，Intel宣布其下一代芯片将是一个巨大的进步，代号“Knights Landing”的Xeon协处理器将首次采用硅光子学技术。 其中Xeon Phi是协处理器，Knights Landing将拥有一个独立的“引导”芯片。

Xeon Phi 处理器（图：engadget.com）

    下一代Xeon协处理器由60多个HPC-enhanced Silvermont核心组成，预计交付时在双精度性能和单线程性能上，将是这一代产品的三倍。 而且该处理器将直接安装到主板或插入作为PCIe卡。

    虽然Intel在HPC领域处于领导地位，但是在超级计算机领域其协处理器不如英伟达。在世界前500超级计算机中，仅有17名采用Intel的协处理器，而英伟达这方面的数量是44。

    Intel宣称，此次改变将是HPC领域内的重大变化，并具有里程碑意义。工作站和HPC的副总裁和总经理查尔斯·维斯帕德表示，Knights Landing将会是第一个真正多核心处理器来解决今天面临的的内存和I/O性能的挑战。

    高带宽内存

　　英特尔与微米联合开发的高宽带内存，将帮助解决I/O瓶颈，即将到来的英特尔至强协处理器将包含16 gb的高带宽on-package内存。 它提供5次DDR4内存的带宽，以及比现有GDDR-based内存和密度更好的能源效率。

　　其中，on-package记忆是基于微米Gen2混合内存数据集的Nand闪存芯片DRAM芯片。

    采用硅光子学

Intel硅光子技术获重大突破（图：mydrivers.com）

　　采用新的技术方案可使Knights Landing处理器的启动速度大大加快，这对于高性能计算系统来说是一个大大的转折点。

　　通过组合开发获得的知识产权从属于克雷和QLogic，以及英特尔自己的内部创新。 Omni平台将包括一个完整的产品线提供的适配器，开关系统和开源织物管理主任边缘交换机和软件工具。

　　通过TrueScale升级计划目前英特尔可以迁移到英特尔Omni平台，帮助客户过渡到新的技术领域。

    与NERSC合作

　　国家能源研究科学计算中心(NERSC)今年4月宣布了一项HPC安装计划，预计2016年将有超过5000用户服务和超过700科研项目采用下一代Xeon协处理器芯片。

　　这对双方来说都是一个值得期待和令人兴奋的消息。

　　“我们此前的机器通常记忆容量有限，和Intel合作后将大大受益于“Knights Landing”的高速on-package记忆容量。 我们期待借用Intel的新技术来完成一些目前超级计算机完成不了的任务。”NERSC发言人如是说。