英特爾 XPU 全面創(chuàng)新，面向 HPC 與 AI 領(lǐng)域

6月30日消息，在 2021 年國際超算大會(huì)（ISC）上，英特爾通過一系列技術(shù)披露、重點(diǎn)合作與客戶成功案例，全面展現(xiàn)了其在高性能計(jì)算領(lǐng)域日益強(qiáng)化的領(lǐng)導(dǎo)地位。目前，英特爾處理器是全球超級(jí)計(jì)算機(jī)中部署最廣泛的計(jì)算架構(gòu)，持續(xù)助力全球醫(yī)學(xué)探索和科學(xué)突破。英特爾還宣布了用于高性能計(jì)算與人工智能領(lǐng)域的至強(qiáng)處理器的重大發(fā)展，以及用于一系列高性能計(jì)算用例的內(nèi)存、軟件、E 級(jí)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的創(chuàng)新。

英特爾副總裁兼高性能計(jì)算部總經(jīng)理 Trish Damkroger 表示：“為了最大限度地提高高性能計(jì)算性能，我們必須盡可能地利用所有計(jì)算機(jī)資源與技術(shù)進(jìn)步。英特爾是整個(gè)行業(yè)邁向E級(jí)計(jì)算的重要推動(dòng)力，而我們?cè)?CPU、XPUs、oneAPI 工具包、E 級(jí) DAOS 存儲(chǔ)和高速網(wǎng)絡(luò)方面的突出優(yōu)勢(shì)正在逐步將這一目標(biāo)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。”

擴(kuò)大高性能計(jì)算的性能領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)

今年早些時(shí)候，英特爾憑借最新推出的第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器進(jìn)一步擴(kuò)大了其在高性能計(jì)算的領(lǐng)先地位。相較于前代產(chǎn)品，它能夠?yàn)閺V泛的高性能計(jì)算工作負(fù)載提供高達(dá) 53% 的性能提升，其中包括生命科學(xué)、金融服務(wù)和制造等領(lǐng)域。

全球諸多高性能計(jì)算實(shí)驗(yàn)室、超算中心、大學(xué)及原始設(shè)備制造商正在利用英特爾最新的計(jì)算平臺(tái)開發(fā)高性能計(jì)算解決方案，其中包括戴爾科技集團(tuán)、HPE、韓國氣象局、聯(lián)想、馬克斯·普朗克計(jì)算和數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)（MPCDF）、甲骨文、大阪大學(xué)和東京大學(xué)。

在下一代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器內(nèi)集成高帶寬內(nèi)存（HBM）

如今，建模和模擬（例如計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)、氣象和天氣預(yù)報(bào)、量子色動(dòng)力學(xué)）、人工智能（例如，深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練和推理）、分析（例如大數(shù)據(jù)分析）、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫、存儲(chǔ)等廣泛的工作負(fù)載正在顯著推動(dòng)人類的科學(xué)突破。下一代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器（代號(hào)“Sapphire Rapids”）將集成高帶寬內(nèi)存（HBM），可顯著提高處理器的可用內(nèi)存帶寬。通過在處理器內(nèi)封裝高帶寬內(nèi)存，運(yùn)行高性能計(jì)算與人工智能應(yīng)用等內(nèi)存帶寬密集型工作負(fù)載的處理器性能將獲得大幅提升。集成高帶寬內(nèi)存的 Sapphire Rapids 處理器可在僅使用高帶寬內(nèi)存或結(jié)合 DDR5 的情況下處理工作負(fù)載。

集成高帶寬內(nèi)存的 Sapphire Rapids 處理器深受客戶青睞，目前成功部署在美國能源部在阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的 Aurora 超級(jí)計(jì)算機(jī)、以及洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的 Crossroads 超級(jí)計(jì)算機(jī)上。

阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算、環(huán)境與生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室副主任 Rick Stevens 表示：“實(shí)現(xiàn) E 級(jí)計(jì)算需要快速訪問和處理海量數(shù)據(jù)。在英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器中集成高帶寬內(nèi)存將大幅提升 Aurora 超級(jí)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存帶寬，并讓我們利用人工智能和數(shù)據(jù)分析來進(jìn)行高級(jí)模擬和 3D 建模。”

洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室副主任 Charlie Nakhleh 表示：“洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的 Crossroads 超級(jí)計(jì)算機(jī)旨在推動(dòng)用于科學(xué)和國家安全的復(fù)雜物理系統(tǒng)的研究工作。下一代英特爾至強(qiáng)處理器 Sapphire Rapids 結(jié)合高帶寬內(nèi)存（HBM），將在我們的 Crossroads 系統(tǒng)中大幅提升內(nèi)存密集型工作負(fù)載的性能。[Sapphire Rapids-HBM]產(chǎn)品能夠加速目前最大型的復(fù)雜物理學(xué)和工程運(yùn)算，讓我們能夠進(jìn)行全球安全、能源技術(shù)和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力領(lǐng)域的大型研發(fā)項(xiàng)目。”

基于 Sapphire Rapids 的平臺(tái)將提供獨(dú)特的功能，為高性能計(jì)算提供加速，包括搭配 PCI express 5.0 的更高的 I/O 帶寬（與 PCI express 4.0相比），以及對(duì) Compute Express Link (CXL) 1.1 的支持，從而在跨計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)的情況下支持先進(jìn)用例。

除了內(nèi)存和 I/O 方面的提升外，Sapphire Rapids 還借助全新內(nèi)置人工智能加速引擎——英特爾® 高級(jí)矩陣擴(kuò)展 (AMX) ，針對(duì)高性能計(jì)算和人工智能工作負(fù)載進(jìn)行了優(yōu)化英特爾 AMX， 旨在顯著提升深度學(xué)習(xí)推理和訓(xùn)練的性能。目前，已經(jīng)決定采用了 Sapphire Rapids 的客戶包括 CINECA、萊布尼茨超級(jí)計(jì)算中心(LRZ)和阿貢國家實(shí)驗(yàn)室，以及洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室和桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室的 Crossroads 系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)。

基于英特爾 Xe 架構(gòu)的 HPC GPU（Ponte Vecchio）已成功啟動(dòng)

今年早些時(shí)候，英特爾基于 Xe 架構(gòu)的 HPC GPU（代號(hào)“Ponte Vecchio”）已成功啟動(dòng)，目前正處于系統(tǒng)驗(yàn)證階段。Ponte Vecchio 是一個(gè)基于 Xe 架構(gòu)的 GPU 產(chǎn)品，為高性能計(jì)算和人工智能工作負(fù)載進(jìn)行了優(yōu)化。Ponte Vecchio 將利用英特爾的 Foveros 3D 封裝技術(shù)，對(duì)多個(gè) IP 進(jìn)行封裝，其中包括 HBM 內(nèi)存和其它 IP。這款 GPU 的架構(gòu)包含計(jì)算、內(nèi)存和 Fabric，以滿足像 Aurora 這樣的全球最先進(jìn)的超級(jí)計(jì)算機(jī)不斷演進(jìn)的算力需求。

Ponte Vecchio 將會(huì)支持 OCP 加速器模塊（OAM）規(guī)格及子系統(tǒng)，提供高性能計(jì)算應(yīng)用所需的橫向與縱向擴(kuò)展功能。

將英特爾以太網(wǎng)能力注入高性能計(jì)算

在 2021 年國際超算大會(huì)（ISC）上，英特爾還宣布了其全新的以太網(wǎng)高性能網(wǎng)絡(luò) (HPN) 解決方案，該解決方案通過使用標(biāo)準(zhǔn)的英特爾以太網(wǎng) 800 系列網(wǎng)絡(luò)適配器和控制器、基于英特爾® Tofino™ P4 可編程以太網(wǎng)交換機(jī) ASIC 和英特爾® 以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)套件軟件的交換機(jī)，為 HPC 領(lǐng)域的小型集群擴(kuò)展以太網(wǎng)技術(shù)功能，HPN 能夠?qū)σ蕴W(wǎng)提供的易用性進(jìn)行充分利用，以更低的成本實(shí)現(xiàn)與 InfiniBand 相當(dāng)?shù)膽?yīng)用程序性能。

對(duì) DAOS 進(jìn)行商業(yè)化支持

英特爾正在引入對(duì) DAOS（分布式異步對(duì)象存儲(chǔ)）的商業(yè)支持。DAOS 是一種開源軟件定義對(duì)象存儲(chǔ)，旨在優(yōu)化跨英特爾高性能計(jì)算架構(gòu)的數(shù)據(jù)交換。DAOS 同時(shí)是阿貢國家實(shí)驗(yàn)室此前宣布的英特爾® E 級(jí)存儲(chǔ)堆棧的基礎(chǔ)，被英特爾的 LRZ 和 JINR（聯(lián)合核研究所）等客戶廣泛采用。

DAOS 支持現(xiàn)已作為 L3 的支持產(chǎn)品對(duì)英特爾合作伙伴開放，這使廣泛的合作伙伴能夠?qū)⑼暾慕昏€匙存儲(chǔ)解決方案與服務(wù)相結(jié)合，持續(xù)賦能產(chǎn)業(yè)下游。除了英特爾自身的數(shù)據(jù)中心構(gòu)建模塊，這一新商業(yè)支持計(jì)劃的早期合作伙伴還包括慧與、聯(lián)想、美超微、Brightskies、Croit、Nettrix、廣達(dá)和 RSC 集團(tuán)。

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