高性能計算與人工智能何處去？英特爾劍指XPU

內(nèi)置高帶寬內(nèi)存（HBM）的Sapphire Rapids至強可擴展處理器進一步打造性能標(biāo)桿；英特爾GPU、網(wǎng)絡(luò)和存儲能力豐富高性能計算產(chǎn)品組合

新聞要點

最新的第三代英特爾?至強?可擴展處理器將驅(qū)動下一代超級計算機和高性能計算系統(tǒng)。

下一代英特爾至強可擴展處理器（代號“Sapphire Rapids”）將集成高帶寬內(nèi)存（HBM）。

基于英特爾 Xe架構(gòu)的HPC GPU （Ponte Vecchio）已成功啟動，正在進行系統(tǒng)驗證，包括OAM規(guī)格的產(chǎn)品及其子系統(tǒng)。

英特爾宣布推出基于以太網(wǎng)的高性能網(wǎng)絡(luò)（HPN），此舉將使英特爾以太網(wǎng)擴展到高性能計算應(yīng)用。

英特爾宣布引入對 DAOS（分布式異步對象存儲）的商業(yè)支持。

加州圣克拉拉，2021年6月28日——在2021年國際超算大會（ISC）上，英特爾通過一系列技術(shù)披露、重點合作與客戶成功案例，全面展現(xiàn)了其在高性能計算領(lǐng)域日益強化的領(lǐng)導(dǎo)地位。目前，英特爾處理器是全球超級計算機中部署最廣泛的計算架構(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算與人工智能領(lǐng)域的至強處理器的重大發(fā)展，以及用于一系列高性能計算用例的內(nèi)存、軟件、E級存儲和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的創(chuàng)新。

英特爾副總裁兼高性能計算部總經(jīng)理Trish Damkroger表示：“為了最大限度地提高高性能計算性能，我們必須盡可能地利用所有計算機資源與技術(shù)進步。英特爾是整個行業(yè)邁向E級計算的重要推動力，而我們在 CPU、XPUs、oneAPI工具包、E級DAOS存儲和高速網(wǎng)絡(luò)方面的突出優(yōu)勢正在逐步將這一目標(biāo)變?yōu)楝F(xiàn)實?！?/p>

擴大高性能計算的性能領(lǐng)先優(yōu)勢

今年早些時候，英特爾憑借最新推出的第三代英特爾至強可擴展處理器進一步擴大了其在高性能計算的領(lǐng)先地位。相較于前代產(chǎn)品，它能夠為廣泛的高性能計算工作負載提供高達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。

對比最接近的x86競品，第三代英特爾至強可擴展處理器能夠為一系列主流高性能計算工作負載提供更強大的性能。例如，在英特爾?至強?可擴展8358處理器和AMD EPYC 7543處理器的對比中，至強可擴展處理器的NAMD性能表現(xiàn)勝出62%，LAMMPS性能表現(xiàn)勝出57%，RELION性能表現(xiàn)勝出68%，二項式選項性能表現(xiàn)勝出37%。此外，蒙特卡羅（Monte Carlo）模擬在全新的英特爾?至強?可擴展處理器上的運行速度比在AMD霄龍?zhí)幚砥魃峡靸杀?，這將使金融類公司僅通過一半時間就能實現(xiàn)定價結(jié)果。英特爾?至強?可擴展8380處理器在關(guān)鍵AI工作負載上的性能也優(yōu)于AMD EPYC 7763處理器，在20個常見基準(zhǔn)測試中都能提供高達50%的性能提升。全球諸多高性能計算實驗室、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算平臺開發(fā)高性能計算解決方案，其中包括戴爾科技集團、HPE、韓國氣象局、聯(lián)想、馬克斯·普朗克計算和數(shù)據(jù)機構(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可擴展處理器內(nèi)集成高帶寬內(nèi)存（HBM）

如今，建模和模擬（例如計算流體動力學(xué)、氣象和天氣預(yù)報、量子色動力學(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、存儲等廣泛的工作負載正在顯著推動人類的科學(xué)突破。下一代英特爾至強可擴展處理器（代號“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，運行高性能計算與人工智能應(yīng)用等內(nèi)存帶寬密集型工作負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驗室的Aurora超級計算機、以及洛斯阿拉莫斯國家實驗室的Crossroads 超級計算機上。

阿貢國家實驗室的計算、環(huán)境與生命科學(xué)實驗室副主任Rick Stevens表示：“實現(xiàn)E級計算需要快速訪問和處理海量數(shù)據(jù)。在英特爾至強可擴展處理器中集成高帶寬內(nèi)存將大幅提升Aurora超級計算機的內(nèi)存帶寬，并讓我們利用人工智能和數(shù)據(jù)分析來進行高級模擬和3D建模。”

洛斯阿拉莫斯國家實驗室的物理學(xué)實驗室副主任Charlie Nakhleh表示：“洛斯阿拉莫斯國家實驗室的Crossroads超級計算機旨在推動用于科學(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)和工程運算，讓我們能夠進行全球安全、能源技術(shù)和經(jīng)濟競爭力領(lǐng)域的大型研發(fā)項目?！?/p>

基于Sapphire Rapids的平臺將提供獨特的功能，為高性能計算提供加速，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Compute Express Link (CXL) 1.1的支持，從而在跨計算、網(wǎng)絡(luò)和存儲的情況下支持先進用例。

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? 高級矩陣擴展 (AMX) ，針對高性能計算和人工智能工作負載進行了優(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、萊布尼茨超級計算中心(LRZ)和阿貢國家實驗室，以及洛斯阿拉莫斯國家實驗室和桑迪亞國家實驗室的Crossroads系統(tǒng)團隊。

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

今年早些時候，英特爾基于Xe架構(gòu)的HPCGPU（代號“Ponte Vecchio”）已成功啟動，目前正處于系統(tǒng)驗證階段。Ponte Vecchio是一個基于Xe 架構(gòu)的GPU產(chǎn)品，為高性能計算和人工智能工作負載進行了優(yōu)化。Ponte Vecchio將利用英特爾的Foveros 3D封裝技術(shù)，對多個IP進行封裝，其中包括HBM內(nèi)存和其它IP。這款GPU的架構(gòu)包含計算、內(nèi)存和Fabric，以滿足像Aurora這樣的全球最先進的超級計算機不斷演進的算力需求。

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

將英特爾以太網(wǎng)能力注入高性能計算

在2021年國際超算大會（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 ASIC 和英特爾? 以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)套件軟件的交換機，為 HPC 領(lǐng)域的小型集群擴展以太網(wǎng)技術(shù)功能，HPN能夠?qū)σ蕴W(wǎng)提供的易用性進行充分利用，以更低的成本實現(xiàn)與InfiniBand相當(dāng)?shù)膽?yīng)用程序性能。

對DAOS進行商業(yè)化支持

英特爾正在引入對 DAOS（分布式異步對象存儲）的商業(yè)支持。DAOS是一種開源軟件定義對象存儲，旨在優(yōu)化跨英特爾高性能計算架構(gòu)的數(shù)據(jù)交換。DAOS同時是阿貢國家實驗室此前宣布的英特爾?E級存儲堆棧的基礎(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)支持計劃的早期合作伙伴還包括慧與、聯(lián)想、美超微、Brightskies、Croit、Nettrix、廣達和RSC集團。

有關(guān)英特爾參加ISC 2021的更多信息，包括演講和演示的完整列表，請訪問：http://www.hpcevents.intel.com/

有關(guān)性能聲明，請參閱 www.intel.com/3gen-xeon-config上的 [43、47、108]。結(jié)果可能有所差異。