В рамках Международной конференции по суперкомпьютерам (2021 International Supercomputing Conference, ISC) корпорация Intel представила ряд технологий, а также решений партнеров и клиентов на их основе, которые демонстрируют дальнейшее укрепление лидерских позиций компании в области высокопроизводительных вычислений (HPC). Процессоры Intel® установлены в большинстве суперкомпьютеров, которые позволяют проводить глобальные медицинские исследования и совершать научные прорывы.
Intel объявила об усовершенствованиях процессоров Xeon для HPC и искусственного интеллекта (ИИ), а также о новых разработках в области памяти, программного обеспечения, систем хранения данных экзафлопсного уровня и сетевых технологий для высокопроизводительных вычислений.
«Чтобы добиться максимальной производительности систем HPC, необходимо задействовать все доступные нам вычислительные ресурсы и технологические достижения. – сказала Триш Дамкрогер (Trish Damkroger), вице-президент Intel и генеральный менеджер подразделения High Performance Computing. – Корпорация Intel является движущей силой перехода отрасли к экзафлопсным вычислениям, и преимущества, которые мы предоставляем с нашими процессорами, XPU, инструментами oneAPI, системами хранения экзафлопсного уровня DAOS и высокоскоростными сетями, приближают нас к этому».
Ранее в этом году Intel представила для рынка высокопроизводительных вычислений платформу Intel Xeon Scalable 3-го поколения. Новейшие процессоры обеспечивают прирост производительности до 53% по сравнению с процессорами предыдущего поколения для широкого спектра задач в различных областях, включая естественные науки, финансовые услуги и производство.
Процессоры Intel Xeon Scalable 3-го поколения обеспечивают большую производительность при выполнении ряда популярных рабочих нагрузок по сравнению с ближайшим конкурентом архитектуры x86. Так, например, процессор Xeon Scalable 8358 по сравнению с процессором AMD EPYC 7543 обеспечивает на 62% большую производительность в приложении NAMD для молекулярной динамики, на 57% в приложении LAMMPS для классической молекулярной динамики, на 68% в приложении RELION для структурных расчетов электронной криомикроскопии и на 37% при финансовых расчетах с применением биномиальной модели оценки опционов. Помимо этого, более чем в два раза быстрее выполняется моделирование методом Монте-Карло, что позволяет финансовым компаниям сократить время расчетов. Процессоры Xeon Scalable 8380 также превосходят процессоры AMD EPYC 7763 в ключевых задачах с применением ИИ, демонстрируя на 50% лучшую производительность в 20 распространенных тестах.
Список лабораторий высокопроизводительных вычислений, суперкомпьютерных центров, университетов и производителей оборудования, которые уже перешли на новейшую вычислительную платформу Intel, включает Dell Technologies, HPE, Корейское метеорологическое управление, Lenovo, Вычислительный и информационный центр Общества Макса Планка, Oracle, Университет Осаки и Университет Токио.
Различные рабочие нагрузки – такие как моделирование и симуляция (например, вычислительная гидродинамика, прогнозирование климата и погоды, квантовая хромодинамика), искусственный интеллект (в частности, глубокое обучение и исполнение обученных нейронных сетей), аналитика (такая как аналитика больших данных) и базы данных в памяти, хранение данных и другие способствуют научным открытиям человечества. Процессоры Intel Xeon Scalable следующего поколения с кодовым названием Sapphire Rapids будут оснащаться интегрированной памятью с высокой пропускной способностью (High Bandwidth Memory, HBM), которая обеспечит значительное повышение производительности приложений, критичных к скорости обмена данными и их объему между процессором и подсистемой памяти. Пользователи смогут разрабатывать приложения, которые будут использовать HBM как основную память или HBM совместно со стандартной памятью DDR5.
Интерес к процессорам Sapphire Rapids с интегрированной памятью HBM со стороны клиентов очень высок, в их число входит Министерство энергетики США, оформившее первые заказы для суперкомпьютера Aurora в Аргоннской национальной лаборатории и суперкомпьютера Crossroads в Лос-Аламосской национальной лаборатории.
Платформа на базе Sapphire Rapids предоставляет особые возможности для ускорения высокопроизводительных вычислений, в том числе увеличенную пропускную способность операций ввода-вывода за счет применения шины PCI Express 5.0 (по сравнению с использованием шины PCI Express 4.0) и поддержку высокоскоростных соединений Compute Express Link (CXL) 1.1, улучшающих аспекты вычислений, передачи и хранения данных.
Помимо усовершенствований памяти и ввода-вывода, платформа Sapphire Rapids также оптимизирована для высокопроизводительных нагрузок и задач искусственного интеллекта благодаря новому встроенному механизму ускорения операций ИИ под названием Intel® Advanced Matrix Extensions (AMX). Технология Intel AMX разработана для значительного повышения производительности в задачах глубокого машинного обучения и исполнения обученных нейронных сетей. Среди клиентов, уже работающих с Sapphire Rapids – компьютерный центр CINECA, Суперкомпьютерный центр Leibniz (LRZ) и Арагоннская национальная лаборатория, а также системные группы Crossroads в Национальной лаборатории Лос-Аламоса и Национальной лаборатории Сандия.
Ранее в этом году Intel представила свой графический процессор Xe-HPC с кодовым названием Ponte Vecchio, и сейчас он проходит этап системной валидации. Ponte Vecchio представляет собой решение на базе архитектуры Xe, оптимизированное для высокопроизводительных вычислений и задач ИИ. При его изготовлении будет использоваться технология Intel Foveros 3D, которая позволит интегрировать несколько различных модулей в едином корпусе, включая HBM и другие компоненты. Архитектура GPU включает вычислительные ресурсы, память и коммутирующую матрицу, которые соответствуют требованиям самых современных суперкомпьютеров в мире, таких как Aurora.
Решение Ponte Vecchio будет доступно в форм-факторе модуля ускорения OCP (OCP Accelerator Module, OAM) и подсистем на его основе, обеспечивая необходимые для приложений HPC возможности масштабирования.
На ISC 2021 компания Intel также анонсировала свое новое высокопроизводительное сетевое решение с поддержкой Ethernet (High Performance Networking with Ethernet, HPN), которое расширяет возможности технологии для небольших кластеров в сегменте HPC за счет использования стандартных адаптеров и контроллеров Intel Ethernet 800 Series, Ethernet-коммутаторов на базе программируемых матриц Intel® Tofino™ P4 и программного обеспечения Intel® Ethernet Fabric Suite. Решение HPN обеспечивает сравнимую с InfiniBand производительность приложений при меньших затратах за счет преимуществ простоты использования Ethernet.
Intel объявила о коммерческой поддержке DAOS (Distributed Application Object Storage) –программно-определяемой системы хранения объектов с открытым кодом, разработанной для оптимизации обмена данными между всеми архитектурами Intel для высокопроизводительных вычислений. Технология DAOS лежит в основе стека хранения Intel® Exascale, ранее анонсированного Арагоннской национальной лабораторией, и уже используется клиентами Intel – такими как Суперкомпьютерный центр Leibniz и Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне.
Поддержка DAOS доступна в виде предложения сопровождения L3, которое предоставляет партнерам законченное решение для хранения данных «под ключ» в сочетании с их услугами. Помимо стандартных предложений для дата-центров от Intel, первыми партнерами в этой новой коммерческой поддержке стали HPE, Lenovo, Supermicro, Brightskies, Croit, Nettrix, Quanta и RSC Group.
