英特爾將帶領業界邁入百萬兆級運算的時代

在國際超級電腦大會(International Supercomputing Conference，ISC)上，英特爾副總裁暨資料中心事業群總經理Kirk Skaugen闡述該公司的願景，預計在2020年之前達到在一秒內執行一百萬兆次運算(ExaFLOP/s)等級的效能。ExaFLOP代表每秒進行10的18次方(quintillion)運算，效能比現今最快超級電腦還要快數百倍。

Skaugen表示：「未來要達到百萬兆級效能，不僅必須結合業界與政府的力量，還得運用Intel® Many Integrated Core (Intel® MIC)架構所首創的運算模式。為因應網路上的共享資料出現爆炸性成長、尋找氣候變遷的解決方案、控管油氣探勘等資源持續增加的成本、以及因應其他各種的挑戰，都需要動用越來越多的運算資源，而且只有越來越強大的高效能超級電腦才能應付。」

Skaugen指出：「儘管內含Intel® Xeon®處理器的系統是當前TOP500超級電腦的最佳架構選擇，英特爾仍進一步擴展高效能運算的發展焦點，協助業界運用Intel® Many Integrated Core架構，因應千萬億次(petascale)與未來百萬兆級運算負荷，邁向下一波新疆界。英特爾擁有獨特的製造技術、架構創新設計、以及各界熟悉的軟體開發環境，讓我們能更接近百萬兆級運算這令人興奮的目標。」

為ExaFLOP效能鋪路

Skaugen表示，藉由持續地跟隨摩爾定律(大約每二年讓微處理器內的電晶體數量增加一倍，藉以提高功能與效能並降低成本)，佐以創新的高效率軟體編程模式，以及極致的系統擴充性，這些關鍵要素協助英特爾跨越千萬億次運算門檻，邁向百萬兆級運算。然而效能方面的提升，也將帶來大幅增加的耗電量。

以中國現今最快的超級電腦天河一號(Tianhe-1A)為例，若要達到百萬兆級的運算效能，需要的電力超過16億瓦，足以供應200萬戶住家的電力需求，也因此成為省電效率的挑戰。

為克服這項挑戰，英特爾與歐洲研究機構合作，在歐洲設立3個實驗室，主要的3大目標為：在歐洲經營永續的合作夥伴關係；透過歐洲高效能運算(high-performance computing，HPC)研究，運用持續成長的研究成果；以及在運算科學、工程、策略運算等領域培養以倍數成長的能力。這些實驗室的技術目標之一便是開發模擬程式，解決邁向百萬兆級效能所衍生的能源效率挑戰。

Skaugen並指出：「高效能運算市場有著極可觀的成長潛力。1980年代的超級電腦提供每秒完成數十億次浮點運算(GigaFLOP/s)的效能，但現今最強大的電腦將數字提高數百萬倍，超級電腦對處理器的要求也因此提升。英特爾預估在2013年，全球前一百大超級電腦將使用100萬顆處理器。這個數字預計將會在2015年加倍，並將在2020年之前增加到800萬顆。TOP500排名第一的電腦預計在2015將達到100 PetaFLOP/s的效能，並在2018年超越1 ExaFLOP/s的效能。2020年，地球上最快的電腦將可提供超過4 ExaFLOP/s的效能。」

Intel® MIC架構帶動軟體開發動能

Intel® MIC架構將是Intel Xeon處理器等英特爾現有產品的關鍵助力，並期望協助帶領產業邁入百萬兆級運算的時代。首款Intel MIC產品，先前代號為“Knights Corner”，計畫採用英特爾的22奈米技術，並採用創新的3-D三閘電晶體¹。英特爾已開始向特定開發夥伴提供代號為“Knights Ferry”的Intel MIC軟體開發平台。

在國際超級電腦大會上，英特爾與德國Forschungszentrum Juelich、德國Leibniz超級電腦中心(Leibniz Supercomputing Centre，LRZ)、歐洲核子研究中心(Organisation européenne pour la recherche nucléaire，CERN)、以及韓國科學技術資訊院(Korea Institute of Science and Technology Information，KISTI)等合作夥伴，共同展示運用“Knights Ferry”平台所完成的初步成果。其成果展現了Intel MIC架構在效能與軟體編程方面所帶來的優勢。

Leibniz超級電腦中心的Arndt Bode教授表示：「Intel® MIC架構在編製模式上的優勢，讓我們能快速擴充應用程式，使Intel® Xeon處理器上運作的程式能在Knights Ferry軟體開發平台上執行。這類作業原先是針對Intel® Xeon處理器進行開發與最佳化，不過由於我們熟悉編程模式，因此能在數小時內便針對Intel® MIC程式碼進行最佳化，達到超過650 GFLOPS的執行效能。」

英特爾還展示來自SGI、戴爾(Dell)、惠普(HP)、IBM、Colfax、以及美超微(Supermicro)的伺服器與工作站平台，這些廠商都與英特爾合作，規劃內含“Knights Corner”平台的產品。SGI技術長Eng Lim Goh博士表示：「SGI體認到要達到百萬兆級的運算效能，處理器內部的通訊、耗電、密度、以及使用性等方面都扮演極重要的角色。Intel MIC產品將滿足這四項需求，尤其是在運算密度方面的提升，以及搭配我們熟悉的x86編程環境。」

TOP500超級電腦

國際超級電腦大會公布第37版的TOP500排行榜中，共有387個，超過77%的系統內含英特爾處理器，顯示英特爾對於高效能運算的重要性。2011年的名單之中，近90%的新系統均內含英特爾處理器。超過半數的新系統內含最新32奈米製程技術的Intel Xeon 5600處理器系列，其數量佔TOP500名單35%以上，為去年的三倍。英特爾在前10大系統中更囊括5席。

每半年公布一次的TOP500超級電腦排行榜由德國曼漢姆大學(University of Mannheim)的Hans Meuer、美國能源部國家能源研究科學運算中心(U.S. Department of Energy’s National Energy Research Scientific Computing Center)的Erich Strohmaier和Horst Simon、以及美國田納西大學(University of Tennessee)的Jack Dongarra共同評比。完整報告請參考：www.top500.org。

欲得知更多關於2011年國際超級電腦大會的訊息，包括Intel MIC展示與效能的詳細資訊，以及Skaugen主持的簡報與圖片，請參閱newsroom.intel.com/docs/DOC-2152。