Сопроцессоры Intel Xeon Phi: новые горизонты для научных исследований

Intel стимулирует развитие научных исследований и представляет сопроцессоры Intel Xeon Phi, которые позволят увеличить производительность систем, обрабатывающих высокопараллельные рабочие нагрузки. Созданные на базе архитектуры Intel Many Integrated Core (Intel MIC), сопроцессоры Intel Xeon Phi расширяют существующие семейства процессоров Intel Xeon E5-2600/4600 для повышения производительности и эффективности работы приложений, которые создадут настоящий прорыв в области производства, энергетики, биологических наук и в других сферах жизни. Сопроцессоры Intel Xeon Phi также будут способствовать выходу Intel на уровень эксафлопсной производительности (тысячекратное увеличение скорости работы по сравнению с петафлопсными вычислениями) к 2018 г.

Общие модели программирования для всего кода
Архитектура Intel поддерживается широким набором языков и моделей программирования и инструментов, которые могут использоваться как с процессорами Intel Xeon, так с сопроцессорами Intel Xeon Phi. Это может значительно снизить избыточную сложность разработки, оптимизации и поддержания программного кода. Приложения по-прежнему вынуждены использовать модели параллельного программирования для любого используемого параллельного аппаратного обеспечения, однако, применяя подход Intel, разработчики могут использовать общие модели, инструменты и принципы работы. Инвестиции, сделанные в параллельный код, позволят получить преимущества в различных вычислительных средах.

Высокая эффективность параллельной обработки
Несмотря на то, что семейство процессоров Intel Xeon E5 остается оптимальным решением для большинства современных приложений, сопроцессоры Intel Xeon Phi обеспечивают более эффективную производительность для высокопараллельных приложений. Использование большего количества ядер и поддержка большего количества вычислительных потоков позволяют добиться более высокого уровня параллелизма. Увеличенный параллелизм работы помогает компенсировать более низкую скорость работы каждого отдельного ядра для повышения обще производительности рабочих нагрузок, которые можно разделить на несколько одновременно обрабатываемых задач.

Сопроцессоры Intel Xeon Phi: ключевые характеристики
Сопроцессоры Intel Xeon Phi – это инновационные решения, которые имеют несколько функциональных возможностей, способствующих развитию высокопроизводительных вычислений.

• Оптимальный объем памяти для высокопроизводительных систем:
  Сопроцессоры Intel Xeon Phi поддерживают до 8 ГБайт системной памяти (7,75 ГБайт с кодом коррекции ошибок) с пиковой пропускной способностью 352 Гбит/с. Это позволят гарантировать высокую скорость сбора и анализа данных.
• Большой объем кэш-памяти:
  Благодаря поддержке до 30,5 МБайт кэш-памяти второго уровня, сопроцессоры Intel Xeon Phi способны предоставить нужный объем вычислительных ресурсов для надежной работы высокопараллельных рабочих нагрузок.
• Более широкий параллелизм данных за счет использования усовершенствованного 512-разрядного блока обработки.
• Поддержка многими разработчиками программных инструментов в рамках стандартных решений.
• Поддержка ОС Linux: Red Hat Enterprise Linux версии 6.x и SuSE Linux версии 12 и выше.

Описание моделей сопроцессоров Intel Xeon Phi

Производительность
Результаты оценки производительности, приведенные в этом документе, получены в результате теста, в рамках которого сравнивается производительность оптимизированных процессоров с производительностью оптимизированных сопроцессоров. Это позволяет избежать переоценки сопроцессоров. Кроме того, два процессора используются для сравнения с одним сопроцессором для того, чтобы сравнить одинаковое энергопотребление и для того, чтобы избежать переоценки сопроцессора.

Результаты синтетических тестов

Тесты проводились с использованием одного сопроцессора Intel Xeon Phi и одного двухпроцессорного сервера на базе процессора Intel Xeon E5-2670. Сравнивались только параллельные, потоковые и векторизированные коды. Текущая версия библиотеки программ Intel Math Kernel Library (MKL) использовалась для тестов SGEMM*, DGEMM и SMP Linpack.

Результаты работы приложений