Sciencemag.cz
Doporučujeme
Kirk Skaugen, viceprezident a generální manažer Data Center Group společnosti Intel, představil na mezinárodní konferenci o superpočítačích (International Supercomputing Conference, ISC) vizi společnosti Intel dosáhnout do konce tohoto desetiletí výkon na úrovni ExaFLOP za sekundu. ExaFLOP představuje trilion počítačových úkonů za sekundu, což je stokrát více, než nabízejí nejrychlejší superpočítače současnosti.
„Mezi TOP 500 superpočítači jasně dominují systémy s procesory Intel® Xeon®. Intel dále posiluje své zaměření na tento segment počítačového odvětví a nová architektura Many Integrated Core (MIC) umožňuje dosáhnout výkonu na petaskalární a v budoucnu až exaskalární úrovni,“ prohlásil Kirk Skaugen a zároveň dodal: „Společnost Intel disponuje jedinečnými výrobními technologiemi, inovacemi v architektuře a důvěrně známým programovacím prostředím. To vše nás může posunout k vytouženému exaskalárnímu cíli.“
Cesta k exaskalárnímu výkonu
Kirk Skaugen dále zdůraznil, že klíčovými ingrediencemi pro překročení petaskalární hranice jsou:
– dlouhodobé úsilí společnosti Intel držet tempo Mooreova zákona – tj. každé zhruba dva roky zdvojnásobit hustotu tranzistorů na mikroprocesoru a tím dosáhnout zvýšení funkčnosti i výkonu při současném snížení nákladů
– inovativní, vysoce efektivní model softwarového programování a extrémní škálovatelnost systémů.
Tento prudký nárůst výkonu je však doprovázen výrazným nárůstem spotřeby energie.
Pokud by měl exaskalárního výkonu dosáhnout nejvýkonnější superpočítač dneška, jímž je čínský Tian-che 1A, bylo by zapotřebí 1,6 GW elektrické energie, což odpovídá spotřebě dvou milionů domácností. To přirozeně představuje značný energetický problém. K řešení problému se spotřebou energie založili výzkumní pracovníci společnosti Intel ve spolupráci s evropskými vědci tři evropské laboratoře, které mají tři hlavní cíle: vytvořit v Evropě udržitelnou síť partnerů, využít stále významnějšího evropského výzkumu v oblasti HPC a výrazně zvýšit potenciál v oblasti počítačové vědy, inženýringu a strategických počítačových řešení. Jedním z technických cílů těchto laboratoří je vytvořit simulační aplikace, které budou řešit problém energetické účinnosti při přechodu na exaskalární výkon.
Kirk Skaugen podotkl, že na trhu se superpočítači existuje potenciál pro obrovský růst. Zatímco superpočítače v osmdesátých letech 20. století nabízely výkon v řádu gigaflopů (miliarda úkonů za sekundu), dnešní nejvýkonnější stroje tuto hodnotu navýšily milionkrát. To vedlo k růstu poptávky po procesorech používaných v superpočítačích. Společnost Intel očekává, že do roku 2013 bude stovka předních superpočítačů používat milion procesorů. Do roku 2015 by se tento počet měl zdvojnásobit a ke konci desetiletí by měl dosáhnout počtu 8 milionů. Odhaduje se, že výkon nejlepšího superpočítače z TOP 500 bude v roce 2015 činit 100 PetaFLOP za sekundu a hranici 1 ExaFLOP za sekundu překročí v roce 2018. Předpokládá se, že na konci tohoto desetiletí bude mít nejvýkonnější počítač planety výkon 4 ExaFLOP za sekundu.
Skvělý moment pro Intel MIC architekturu
Architektura Intel® MIC bude hrát klíčovou roli ve stávajícím produktovém portfoliu společnosti Intel, a to včetně procesorů Intel® Xeon®. Očekává se, že právě tato architektura bude krokem k exaskalárnímu výkonu. První produkt Intel® MIC, zatím označovaný jako Knights Corner, by měl Intel vyrábět 22nm technologií s použitím nových tranzistorů 3D Tri-Gate. Společnost Intel aktuálně distribuuje vývojové platformy pro Intel MIC vybraným partnerům pod názvem Knights Ferry.
Na konferenci ISC společnost Intel a někteří její partneři, například Forschungszentrum Juelich, Leibnizovo středisko pro superpočítače (LRZ) a korejský Institut pro vědu a technologii (KISTI), představili první výsledky práce s platformou Knights Ferry, přičemž se jasně ukázalo, že nová platforma nabízí lepší výkon i možnosti pro programování.
„Díky MIC jsme mohli velice rychle přeškálovat naše aplikace běžící na procesorech Intel® Xeon na platformu Knights Ferry,“ říká profesor Arndt Bode z Leibnizova střediska pro superpočítače. „Pracovní zátěž byla původně vyvinuta a optimalizována pro procesory Intel® Xeon, nicméně díky příbuznosti programovacích modelů jsme dokázali během několika hodin optimalizovat kód pro Intel® MIC a dosáhnout výkonu přes 650 GFLOP.“
Intel rovněž představil serverové a pracovní platformy vyvinuté společnostmi SGI, Dell, HP, Colfax a Supermicro, přičemž všechny tyto společnosti spolupracují s Intelem a hodlají na trh uvést produkty založené na platformě zvané Knights Corner. „SGI si uvědomuje význam komunikace mezi procesory, výkonu, hutnosti a užitečnosti při navrhování architektury pro exaskalární výkon,“ prohlásil Dr. Eng Lim Goh, CTO společnosti SGI. „Výrobky Intel MIC uspokojí všechny tyto naše priority, zejména očekávané zvýšení hustoty v souvislosti s programovacím prostředím X86.“
TOP 500 superpočítačů
Sedmatřicáté vydání seznamu TOP 500 superpočítačů světa, představené na ISC, ukazuje, že Intel je nadále hlavní silou v počítačovém odvětví: 387 systémů, tedy více než 77 procent, je poháněno procesory Intel. Skoro 90 procent všech nových systémů, které se do seznamu zařadily v roce 2011, obsahuje procesory Intel. Více než polovina těchto nových systémů je založena na 32nm procesorech
série Intel Xeon 5600, jež dávají výkon více než 35 procent všech systémů v TOP 500. To je třikrát více než v minulém roce. Procesory Intel jsou obsaženy v pěti systémech v TOP 10.
Pololetní seznam TOP 500 superpočítačů je dílem Hanse Meuera z Mannheimské univerzity, Ericha Strohmaiera a Horsta Simona z amerického ministerstva energetiky a Jacka Dongarry z University of Tennessee. Kompletní znění zprávy je k dispozici na www.top500.org.
