新一代Intel Xeon Phi處理器整合Intel Omni Scale Fabric 以更低的功耗提供較前一代產品高達3倍的效能提升

英特爾公司今日宣布其新一代代號為Knights Landing的Intel® Xeon® Phi處理器最新細節。新處理器將延續多方面的優勢,包括為目前世代產品所撰寫的現代化程式碼所帶來的效益。其中全新的高速光纖(high-speed fabric)將整合在晶片封裝內,加上高頻寬的封裝內記憶體,協助加快科學探索的腳步。由於目前的記憶體與光纖都是伺服器內部的獨立元件,往往侷限了超級電腦的效能與密度。

這項新的互連技術名為Intel® Omni Scale Fabric,是為了滿足新一代HPC的效能需求而設計。Intel® Omni Scale Fabric將整合在新一代的Intel® Xeon® Phi處理器,以及未來的通用型Intel® Xeon®處理器。這樣的整合設計加上光纖的HPC最佳化架構,用於解決未來HPC環境建置對於效能、擴充性、可靠度、電源、以及密度等方面的要求。從入門級產品到超高階應用,在價位與效能之間均可取得理想的平衡點。

英特爾副總裁暨工作站與高效能運算總經理Charles Wuischpard表示:「英特爾正透過將Intel® Omni Scale Fabric整合到Knights Landing,重新擘劃HPC系統的基礎元件,這也象徵了HPC產業的一大轉捩點和里程碑。Knights Landing將是第一顆真正的多重核心(many-core)處理器,可以解決現今記憶體與I/O效能方面的種種挑戰。它將讓程式開發人員能運用現有的程式碼與標準編程模型,在各種類型的應用上獲得顯著的效能提升。其平台設計、編程模型、以及均衡的效能,讓它成為第一個邁向百萬兆級(Exascale)的解決方案。」

Knights Landing – 無與倫比的整合

除了PCIe擴充卡選項外,Knights Landing也將提供獨立處理器版本,可直接裝在主機板插槽上。插槽版本不僅排除複雜的編程作業,還消弭透過PCIe傳遞資料的頻寬瓶頸,這也是GPU與加速器解決方案常見的問題。Knights Landing晶片封裝內將包含高達16GB的高頻寬記憶體。此項和美光(Micron*)合作開發的新記憶體,其頻寬高於DDR4記憶體5倍註一,比起目前的GDDR記憶體能源效率提高5倍,密度則增加3倍註二。在搭配整合式Intel® Omni Scale Fabric時,新的記憶體解決方案使得Knights Landing能安裝成獨立的運算組件,藉由減少元件數量以節省空間與能源。

Knights Landing內含超過60個針對HPC強化的Silvermont架構核心,預計將能提供超過3 TFLOPS的雙倍精準度運算效能(double-precision performance)註三,以及比目前世代產品提升3倍的單執行緒運算效能(single-threaded performance)註四。作為獨立式伺服器處理器,Knights Landing將支援DDR4系統記憶體,以及和Intel® Xeon® 處理器平台相仿的功能與頻寬,藉以為應用程式提供大幅擴充的記憶體空間。Knights Landing將與Intel® Xeon®處理器維持二進位程式碼相容性(binary-compatible)註五,讓軟體開發業者易於重複運用為數可觀的現有程式碼。

對於偏好分立式元件,以及無須升級其他系統元件便可快速升級的客戶,Knights Landing與Intel® Omni Scale Fabric控制器都將推出獨立式PCIe擴充卡。現有的Intel® True Scale Fabric與未來的Intel® Omni Scale Fabric之間都將維持應用程式相容性,因此客戶不必修改其程式就能轉移到新的光纖技術。針對目前購買Intel® True Scale Fabric的客戶,當Intel® Omni Scale Fabric問市時,英特爾將提供程式並協助升級到此最新技術。

Knights Landing處理器預計將從2015下半年起使用於HPC系統。舉例來說,美國國家能源研究科學計算中心(National Energy Research Scientific Computing Center,NERSC)在今年4月宣布將於2016年進行一項HPC安裝計畫,此系統將服務超過5,000位使用者,以及超過700項超大規模的科學研究專案,該計畫即可採用此一新的處理器。

美國勞倫斯博克萊國家實驗室能源研究科學計算中心主任Sudip Dosanjh博士表示:「我們非常高興與Cray和英特爾共同合力開發NERSC的下一部超級電腦『Cori』。Cori將內含超過9,300顆英特爾Knights Landing處理器,並將提供一個編程模型協助我們的使用者帶來邁向Exascale等級的運算。我們的程式碼經常受限於記憶體的頻寬以致無法發揮極致效率,未來則可受益於Knights Landing在封裝記憶體的超高速度。我們期盼將實現在現今超級電腦上無法進行的新科學研究。」

英特爾Omni Scale Fabric帶來開創新局的光纖技術與速度

Intel® Omni Scale結合從Cray與QLogic購入的IP,與英特爾自家的創新研發,將涵蓋配接器、邊界交換器(edge switch)、director交換器系統、開放資源光纖管理系統與軟體工具等整個產品系列方案。此外,現今光纖中的director交換器,其內部的傳統電子收發器將被Intel Silicon Photonics解決方案所取代,此解決方案將提高連結埠密度、簡化佈線、以及降低成本註六。內含Intel Silicon Photonics的佈線與收發器解決方案可搭配Intel® Omni Scale處理器、配接卡、以及邊界交換器一同使用。

英特爾超級運算的動能持續加溫

現今一代的Intel® Xeon®處理器與Intel® Xeon® Phi協同處理器是目前全球最快電腦系統的動力核心(效能達35 PFLOPS的中國「天河二號(Milky Way 2)」)。Intel® Xeon® Phi協同處理器亦被運用在全球200多家OEM廠商所設計的系統中。

在今日發表的第43屆Top500超級電腦排名中,內含英特爾處理器的系統在所有上榜的超級電腦中佔了超過85%,在所有新進榜的超級電腦中更佔了97%。英特爾在推出首款多重核心架構產品Intel® Xeon® Phi協同處理器後的18個月,內含此處理器的系統已在所有Top500超級電腦的總效能中佔有18%的比重。更多完整的Top500內容請參閱 www.top500.org

為協助廠商針對多重核心處理平台著手進行應用程式最佳化,英特爾與多所大學及研究機構在全球各地一同設立超過30家英特爾平行運算中心(Intel Parallel Computing Center,IPCC)。內含Intel® Xeon® Phi協同處理器的平行最佳化堅持以標準通用編程語言重新編譯,這項投資將繼續在Knights Landing上使用。這種漸進式調校的模式,讓業者能有效運用創新功能帶來的效益。

關於英特爾

英特爾(NASDAQ:INTC)為全球運算技術創新的領導者,致力於設計及開發全球運算裝置的關鍵技術。作為企業責任與永續環保的領導者,英特爾生產全球首款上市的「非衝突礦產」微處理器。想了解更多英特爾重要訊息,請至英特爾新聞室newsroom.intel.comblogs.intel.com查詢。有關英特爾在堅持晶片原料無涉武裝衝突方面的努力,請至conflictfree.intel.com查詢。