英特尔：如何就绪下一代高性能计算

　　高性能计算集群规模在迅速扩大，系统的复杂性也在不断提升，更多的不确定性也需要在未来进行更多创新。“这需要从根本上进行改变。”英特尔数据中心事业部技术计算部，技术计算云和客户端总经理FrankSoqui在接受ChinaByte比特网记者的采访时表示，“高性能计算并不仅仅是在实验室里研发、在科研圈子里运行，更要应用到商业、医疗等多种不同的领域中去。而要在不同行业中越来越‘密合’地使用高性能计算，这就必须实现代码现代化。现在，英特尔正在建立一个完整的生态系统，从处理器、存储、功耗、代码现代化等多个模块，从芯片、系统到互动等不同的层面来考虑这一综合解决方案。”

　　为下一代高性能计算就绪软硬件

　　而在具体的产品实现上，英特尔于今年6月披露了新一代至强融核处理器计划，以及与之相搭配的英特尔OmniScaleFabric全新互连技术。新一代产品不但延续了现有至强融核协处理器与至强处理器在软件上的兼容性，还有望将性能提升到3TFLOPs(双精度浮点计算);并能实现系统内不同组件间更快速度、更高带宽与更低延迟的互连，可有效改善此前制约系统性能提升的数据传输瓶颈。

　　此外，有助于大幅提升网络通信效率的英特尔万兆以太网技术及硅光子通信技术，以及能够显着加速数据读写速度的英特尔固态硬盘产品线等，也都已准备就绪，有望在高性能计算领域发挥更大作用，它们将更好地帮助协调和管理数据中心资源，更好地支持和响应企业用户最终应用和服务。

　　实际上，硬件并行的发展技术远远超过了软件在并行技术方面的发展。为此，英特尔在软件方面投入了大量精力，包括利用矢量化加速并行技术的发展。英特尔中国区平台产品事业部产品市场经理汤炜伟先生表示，在标准并行编程模型基础上，需要考虑硬件如何与软件无缝兼容、处理器性能如何适应应用变化，包括内存和存储、能耗、高速互连、可靠性和弹性等方面都需要进行改变。

　　“代码现代化是未来并行计算的必经之路。进行代码现代化的最好方式是在开源系统里运用C++，或者启用这样的编程语言做并行架构，充分利用越来越多的多核的潜在优势，来同时推动矢量化的发展。”英特尔技术计算部技术计算营销总监HugoSaleh表示，“实现代码现代化的最佳方式是开放标准编程。英特尔不仅有非常复杂精密的工具包，在并行计算中心，还邀请专业人士和高等院校的研究人员来编写编码，让所有的参与者都可以获益。”

　　此前，英特尔首席软件讲师兼英特尔软件开发产品总监仁达敬曾表示，目前软件的并行效率还有很大的提升空间。“目前的编程语言当中，并行编程准备得最充分的是Fortran语言，其次是C++。这其中的一个重要原因就是英特尔提供了TBB(TreadingBuildingBlock)软件产品，去帮助大家实现多样化的并行。”仁达敬说，“英特尔也在考虑，如何帮助C语言实现和完善并行编程的功能和特性。英特尔还开发了CilkPlus工具。不仅如此，英特尔还在考虑如何将Fortran变形编程的一些特点移植到C语言当中去。”

　　打造下一代的高性能计算生态系统

　　如果要将高性能计算普及到更多行业，是否意味着的中小规模的高性能计算集群会有非常广阔的市场前景?澳汰尔(Altair)公司的中国区总经理刘源先生给出了肯定的回答。该公司是一家在CAE建模、仿真、可视化、优化、计算资源与载荷调度管理等方面提供一揽子解决方案的公司。他在接受ChinaByte比特网记者的采访时表示，“从CAE软件供应商的角度而言，中小规模的高性能计算应用会有很大的发展。我们用户中有很多中小企业应用高性能计算方案来解决问题;而一些大企业当中科室也会利用中小规模的高性能计算方案来处理小节点的问题。”

　　但是，高性能计算的应用毕竟还是有一定的门槛，在软硬件都已经就绪的情况下，产品和技术如何形成可行的方案在用户端实施，还有赖于OEM和合作伙伴的接力。而在现阶段推动高性能计算普及化的同时，合作伙伴还必须兼顾应用的定制化趋势。HugoSaleh先生在会上指出：“英特尔通过细化自身的服务器渠道，从定制化和商品化相辅相成的角度，旨在全面满足渠道伙伴和用户的新需求。”

　　针对定制化的需求，英特尔推出了渠道解决方案“菜谱”，收集并整合面向大数据、云计算、高性能计算、智慧城市等特点应用和需求的热点，通过英特尔实验室的开发投入，提炼共性的产品、服务、技术资源帮助合作伙伴实现相应解决方案，并最终推广到市场渗透到各个行业的应用中去，与渠道共成长。

　　而为了让基于开放架构的高性能计算技术和解决方案扩展、深植到更多行业，迎接超算的普及化趋势，英特尔则推动了ICR(IntelClusterReady)项目。该项目的认证将为合作伙伴办提供一个更加简便易行的系统，用于管理构建在英特尔架构上的服务器计算集群，该计划将采购和使用新平台变得更加简便：选购经过IntelClusterReady认证的应用软件和集群系统，可以确保硬件平台和软件应用之间的互操作性，并迅速收获性能方面的提升，并兼顾在平台稳定可靠方面的需求。

　　截至到目前，已有近100家软硬件厂商加入了英特尔ICR计划，包括系统厂商、软件厂商以及集成商等。刘源先生表示：“ICR项目为软件和硬件之间建立起了前所未有的互操作性，帮助我们获得性能提升和稳定可靠的平台，并最终实现为客户提供切合需求的解决方案。除此之外，我们和英特尔的紧密配合，及时加入最新的英特尔硬件支持，比如至强融核处理器，使得软件和硬件能够发挥最好的性能和最新的特性。”

　　刘源举例说，澳汰尔公司很多的应用软件都已经经过了ICR认证，并且与英特尔一起在应用上进行了非常多的调优工作。“我们的RADIOSS应用已通过了至强融核的应用认证和调优，在融核系统上的性能优化之后提高了2.5倍;而在传统的至强E5v3上，其速率是前一代v2版本的1.43倍。”

　　小结

　　在高速发达的信息时代，如何让领先的高性能计算技术与产品充分发挥其价值，落实解决方案并挖掘应用新机遇，使得计算力在科学、工程中，更好地解决人类共同面临的重大问题，已成为中国乃至全球高性能计算领域探讨和求索的热点。正如FrankSoqui在2014年英特尔高性能合作伙伴峰会上的发言所示，“高性能计算将是算解未知之谜的未来发展之路。英特尔立足领先的技术创新，结合广泛的生态系统支持，不断地借助计算力来驱动产业创新和科学探索的发展。”