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拥抱四大超级技术力量新机遇,英特尔谈E级计算时代的处理器架构

2021-10-26
来源:电子创新网
关键词: 英特尔 E级计算 CCF

  处理器架构伴随着数据的发展而发展,目前,我们正处于由四大超级技术力量——无所不在的计算、无处不在的连接、人工智能和从云到边缘的基础设施,所引领的数据爆炸的时代,每一秒都会产生各种类型的数据,如标量、张量、矢量、空间数据等等,要应对这些爆发增长的大数据,未来数据中心该需要什么样的处理器?

  10月21日, 在珠海举办的2021 CCF全国高性能计算学术年会上,英特尔公司市场营销集团副总裁、中国区行业解决方案部总经理梁雅莉分享了《用高性能计算加速技术领先》的主题报告。我们从她的分享以及其他发言人报告中可以管窥到未来E级数据时代处理器架构的端倪。

  

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  英特尔公司市场营销集团副总裁、中国区行业解决方案部总经理梁雅莉

  梁雅莉表示:“如今万物智能化越来越接近一个现实,这其实是一个巨大的改变,但也催生了人们对计算和需求呈指数级增长。技术对人类生活的方方面面越来越重要,而高性能计算范畴内的E级计算能力,就是支持这个改变最重要的基础设施之一。”

  

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  她指出,英特尔不仅是一家在软件、芯片和平台、封装和制程技术上兼具深度和广度的规模化制造公司,也是一个领先的半导体工艺技术的开发者。它在创新上具有独特优势,可以概括为推动数字化转型的四个“超级技术力量”:

  第一,就是无所不在的计算。在全球所有的领域当中,计算变成了深入到各种设备、各种领域里的一个广泛存在的关键因素。

  第二,无处不在的连接。不管是手机,其实从蓝牙到短距离的通讯,到长距离的窄带,5G的宽带,有线的传播,到现在正在研发和考虑的低时延的网络化的进程,各种城市都是为了让实现所有的设备能够无处不在,人与人的连接,人与设备的连接,设备与设备的连接,其实已经在慢慢实现,这就是所谓的连接升级。

  第三,从云到边缘的基础设施。能够构建无处不在的计算连接,重新将会定义整个网络的一个拓扑结构。

  第四,人工智能。在外延式的网络设备和结构当中,智能是最为突出的一个需求,虽然人工智能只是计算工作负载当中的一种,那英特尔把它单独提出来,实际上是因为英特尔认为人工智能将会重新定义整个计算架构和整个计算流程。

  同时,每一个超级力量都会有它自己的特质,也会相得益彰,创造全新的可能性。所以将这四个点结合起来,可以预见到我们对未来数字化整个经济在不断演进的过程当中,对底层、技术、架构、演进思考。从这四个点我们也可以看到,未来在数字化的经济当中,它一定会遵循四个规律,第一连接升级,第二思考升级,第三体验升级,第四安全升级。

  在活动现场,英特尔通过播放视频的形式,邀请了英特尔公司加速计算系统与显卡集团副总裁、高性能计算事业部总经理Trish Damkroger分享了英特尔对高性能计算产品线,在现在和将来怎么样响应这些前所未有的挑战。

  

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  英特尔公司加速计算系统与显卡集团副总裁、高性能计算事业部总经理Trish Damkroger

  

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  她表示:“在过去几年中,英特尔一直在至强?处理器路线图中添加高性能计算的特有功能。 但要使英特尔成为高性能计算的领先者,需要转向专注于高性能计算的架构和系统。”

  

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  英特尔于今年 4 月发布的最新第三代英特尔?至强?可扩展处理器为用户提供可靠的性能和高度的灵活性,并为人们的高性能计算系统带来性能上的巨大飞跃。这要归功于处理器核心架构的改进,每个时钟的指令数量增加了 20%,此外还增加了缓存大小。 英特尔还提供多达 40 个内核和 8 个内存通道,第三代至强?可扩展处理器能提供高达6TB的系统内存容量。至强?处理器仍然是数据中心唯一内置人工智能加速的x86 处理器,内置了灵活性功能。例如独特的英特尔? Speed Select 技术,基本上将三个CPU合而为一,因此人们可以使用单个处理器满足更多样化的需求。

  Trish Damkroger还向我们介绍了英特尔的下一代处理器架构——Sapphire Rapids,它将为数据中心的各种工作负载、使用模型和部署模型提供出色的开箱即用的性能和功能。在基本的服务器节点上,Sapphire Rapids引入了一种新的性能核心微架构,其IPC显著改进以实现出色的开箱即用性能和许多可大幅提高数据并行性能的新架构功能。

  Sapphire Rapids 的核心是新的模块化SoC 架构,它建立了下一代可扩展性,同时保持了均衡 SoC 的强大属性,尽管由多个芯片模块组成,但在逻辑上仍然是单片的。Sapphire Rapids是第一款使用Silicon Bridge技术构建的至强产品,该技术使英特尔能够构建之前无法实现的高度可扩展和均衡的处理器。

  

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  梁雅莉同时谈到,“科技已经融入到每个人生活中,所以不同应用场景对应不同应用,不同应用对应不同工作负载,不同工作负载一定会有效率最高的计算体系,未来一定是对应XPU这样的架构。需要通用计算就用CPU,存在加速情景,就可以采用无论是FPGA,还是ASIC芯片或者我们未来要发布的PAC,不同应用负载一定会有最适合它的、最有效率的体系。”

  这也同时证明了为什么OneAPI如此重要?“因为我们不希望每个体系对应不同的库、编译器及架构。希望有一个框架能够解决这些问题,让我们可以聚焦在最应该聚焦的问题上,所以OneAPI非常重要。”

  近年来,随着高性能计算逐渐走向更多行业的应用当中,其普及化、普适化问题也被业界所越来越多的关注。诸如在医疗领域,英特尔就在联合一些行业合作伙伴做前沿的“无人区”探索。对于这种“跨界”般的尝试,瑞金医院转化医学中心吕钢介绍,我们一方面需要在生信方面有比较专业化技术知识和背景的人才,同时又需要对HPC系统架构以及技术了解非常清晰,这样的人才非常稀缺。我们和英特尔公司在整个平台的设计和建设过程中,都进行了深度合作。英特尔的技术实力和我们生信领域专家的专业能力可以比较好地整合在一起,使我们这个平台成为生信领域第一个能够在存储上有所突破的平台。

  展望HPC发展的未来,英特尔不仅将提供具备从通用计算到专用加速,再到独特持久内存和E级计算分布式存储、高性能互连及创新安全等功能的全面产品组合。还将通过携手更多生态合作伙伴,一起让技术无缝协同工作,从而加速HPC的普及化、普适化,推动HPC在更多行业绽放精彩。




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