全球高效能計(jì)算市場(chǎng)中有國(guó)內(nèi)外眾多領(lǐng)先的廠商,很大比例的高效能計(jì)算都是由領(lǐng)先的英特爾處理器提供源動(dòng)力。TOP500全球高效能計(jì)算排行榜是全球最權(quán)威的高效能計(jì)算應(yīng)用情況統(tǒng)計(jì)表,根據(jù)其2008年6月18日新鮮出爐的榜單數(shù)據(jù)顯示,基于英特爾處理器的上榜高效能計(jì)算系統(tǒng)共有375臺(tái),占全球前500名單總數(shù)的75.00%,相比前一期榜單中70.08%的份額有進(jìn)一步提升。而此次中國(guó)地區(qū)上榜的12臺(tái)高效能計(jì)算系統(tǒng)中的11臺(tái)系統(tǒng)均基于英特爾處理器構(gòu)建。

處理器

前期上榜系統(tǒng)數(shù)量

本期上榜系統(tǒng)數(shù)量

系統(tǒng)數(shù)量

所占比例

Rmax合計(jì)

(每秒萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算)

Rpeak合計(jì)

(每秒萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算)

處理器

數(shù)量合計(jì)

英特爾

354

375

75.00%

5918584

9714666

950114

IBM Power

61

68

13.60%

3863219

5034406

1041652

AMD

79

55

11.00%

1867398

2646183

417175

其他

6

2

0.40%

50815

59293

6134

總計(jì)

500

500

100.00%

11700015.87

17454547.7

2415075

20086TOP500全球高效能計(jì)算排行榜處理器架構(gòu)分析

處理器:高效能計(jì)算的核心動(dòng)力

英特爾能得到高效能計(jì)算客戶的廣泛認(rèn)同,關(guān)鍵在于英特爾有成熟完備的高效能計(jì)算解決方案,并能不斷滿足高效能計(jì)算客戶對(duì)高效能計(jì)算系統(tǒng)提出的越來(lái)越高的需求。

英特爾架構(gòu)處理器為有強(qiáng)大性能表現(xiàn)的高效能計(jì)算節(jié)點(diǎn)服務(wù)器提供源動(dòng)力,能針對(duì)高效能計(jì)算的需求,高效率的進(jìn)行大規(guī)模并行計(jì)算,同時(shí)具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn):

多核技術(shù)推動(dòng)性能飛躍

繼2006年英特爾首發(fā)四核處理器后,其強(qiáng)大的性能吸引了越來(lái)越多客戶的青睞。此次TOP500榜單顯示,基于四核處理器的高效能計(jì)算系統(tǒng)已經(jīng)占據(jù)市場(chǎng)主流,全部500臺(tái)系統(tǒng)中基于四核處理器的達(dá)到283臺(tái)。其中,共有257臺(tái)高效能計(jì)算系統(tǒng)采用了四核英特爾®至強(qiáng)®處理器(包括至強(qiáng)®5300系列處理器、雙至強(qiáng)®5400系列處理器以及至強(qiáng)®7300系列處理器),占全部四核處理器系統(tǒng)總數(shù)的90.81%,占全部系統(tǒng)的51.40%。

值得注意的是,四核英特爾®至強(qiáng)®處理器在高效能計(jì)算系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用大大推動(dòng)了TOP500上榜系統(tǒng)整體性能的提高。舉例來(lái)看,本次榜單中排名最后的系統(tǒng)的性能在僅僅六個(gè)月前的榜單中可名列第200名。

領(lǐng)先技術(shù)全面提升系統(tǒng)能效

能耗與散熱是IT數(shù)據(jù)中心一直試圖妥善解決的難題,最新一期TOP500榜單中首次引入能效指標(biāo)也足以說(shuō)明能耗問(wèn)題對(duì)于高效能系統(tǒng)構(gòu)建的重要程度。

英特爾架構(gòu)處理器為滿足高效能計(jì)算的節(jié)能環(huán)保需求,同時(shí)為客戶提供多種熱設(shè)計(jì)功耗,以滿足高效能計(jì)算所需的高密度部署。英特爾領(lǐng)先的45納米處理器制程技術(shù)可以大大提高單個(gè)處理器的能效,此次TOP500榜單上,基于45納米制程的英特爾®至強(qiáng)®5400系列處理器取得x86架構(gòu)能效表現(xiàn)前三名,其它基于該處理器構(gòu)建的系統(tǒng)在能效問(wèn)題上也有著不俗的表現(xiàn)。

在進(jìn)行集群能效管理方面,英特爾新一代至強(qiáng)處理器都將支持按需切換技術(shù)(Demand Based Switching ,DBS),該技術(shù)可以根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)的負(fù)荷程度,動(dòng)態(tài)調(diào)整處理器主頻,在需要高效率處理數(shù)據(jù)時(shí)讓CPU全速工作,而在處理簡(jiǎn)單任務(wù)時(shí),則選擇降低工作頻率,有效地減少了處理器空閑時(shí)的功耗。根據(jù)Intel公布的測(cè)試數(shù)據(jù),采用DBS技術(shù)可以平均節(jié)約能耗28%以上。功耗的降低大大減輕了IT數(shù)據(jù)中心的能耗與散熱壓力。

軟件調(diào)優(yōu):高效能計(jì)算的制勝法寶

英特爾®軟件產(chǎn)品是一整套幫助應(yīng)用開(kāi)發(fā)及使用人員在X86及安騰體系架構(gòu)上最大程度提升性能的軟件工具。這些工具與目前市場(chǎng)主流的高效能計(jì)算軟硬件運(yùn)行環(huán)境兼容,使用人員很容易將這些工具與他們現(xiàn)有的軟件工具配合使用。英特爾高效能軟件產(chǎn)品由一組完整的工具產(chǎn)品組成,包括高效能編譯器,VTuneTM 可視化性能分析器,高性能函數(shù)庫(kù),多線程工具和應(yīng)用于高效能計(jì)算的集群工具及工具包等等。這些軟件產(chǎn)品能幫助用戶通過(guò)調(diào)優(yōu)中間件和應(yīng)用軟件,最大限度發(fā)揮系統(tǒng)的性能。目前,英特爾®軟件產(chǎn)品已被越來(lái)越多地成功使用在全球很多知名的軟件公司、高效能計(jì)算中心及實(shí)驗(yàn)室內(nèi),并且發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

最新TOP500榜單中排名第一的勝利油田,采用的是2.33GHz英特爾®至強(qiáng)®雙核處理器,具有960個(gè)節(jié)點(diǎn),共4096顆處理器,其實(shí)測(cè)LINPACK峰值高達(dá)18.60萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算。這一成績(jī)的取得不僅依靠強(qiáng)大的硬件支持,軟件調(diào)優(yōu)更是功不可沒(méi)。該系統(tǒng)在調(diào)優(yōu)過(guò)程中采用了英特爾公司提供的兩個(gè)軟件: Intel Compilers(編譯器)和Intel VTune Analyzers。該系統(tǒng)在建立伊始,其16個(gè)集群節(jié)點(diǎn)的效能只有66%,僅僅達(dá)到了0.39萬(wàn)億次/每秒的水平。技術(shù)人員在采用Intel VTune Analyzers調(diào)優(yōu)工具的分析后,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在交換機(jī)方面存在瓶頸,通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)廠商技術(shù)人員分析行和調(diào)整,系統(tǒng)的性能提升到9.28萬(wàn)億次/每秒(1000個(gè)節(jié)點(diǎn))。此后,該系統(tǒng)采用MPI+OpenMP的混合應(yīng)用架構(gòu),進(jìn)一步將性能提升至12.2萬(wàn)億次/每秒的。最后又通過(guò)移除掉緩慢交換節(jié)點(diǎn),以及反復(fù)平衡每一個(gè)節(jié)點(diǎn)性能后,才最終達(dá)到了目前的18.6萬(wàn)億次/每秒的水平。

從需求出發(fā),設(shè)計(jì)完美高效能計(jì)算系統(tǒng)

用戶在選擇高效能集群時(shí),通常首先關(guān)注的是性能指標(biāo)。而在每臺(tái)高效能集群系統(tǒng)最初設(shè)計(jì)的建議多是綜合了目前應(yīng)用實(shí)測(cè)結(jié)果,以及專家的經(jīng)驗(yàn)給出的。通常情況下,由于實(shí)際測(cè)試需要的設(shè)備和工作量太大,所以用戶大多是從已有平臺(tái)的測(cè)試結(jié)果定性的推測(cè)未來(lái)平臺(tái)的性能。如此進(jìn)行高效能計(jì)算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)會(huì)與實(shí)際情況有一定的偏差。

為了更好的分析現(xiàn)有系統(tǒng)及預(yù)測(cè)未來(lái)應(yīng)用所需硬件平臺(tái)的實(shí)際性能,英特爾提供了全面的工具以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用軟件的計(jì)算、通信和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等多方面進(jìn)行精細(xì)化的特征分析,并分析高效能集群系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)特征,再將數(shù)據(jù)組合起來(lái),以建立性能模型,再通過(guò)性能模型模擬并預(yù)測(cè)應(yīng)用軟件在未來(lái)硬件平臺(tái)上的實(shí)際性能。采用這些分析工具,可以大大提高用戶設(shè)計(jì)未來(lái)高效能集群系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。

與產(chǎn)業(yè)精誠(chéng)合作,助力中國(guó)高效能計(jì)算發(fā)展

英特爾擁抱開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn),與業(yè)界眾多合作伙伴為用戶提供整體的解決方案,并分享成功實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

英特爾成立40周年,以及進(jìn)入中國(guó)23年以來(lái),一直不斷致力于創(chuàng)新,與國(guó)內(nèi)外高效能計(jì)算廠商一道,為中國(guó)高效能用戶提供領(lǐng)先的高效能計(jì)算解決方案和行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),幫助其提升核心競(jìng)爭(zhēng)力,從而在未來(lái)的發(fā)展中走在世界前列。

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