高性能計(jì)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(qiáng)可擴(kuò)展處理器進(jìn)一步打造性能標(biāo)桿；英特爾GPU、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)能力豐富高性能計(jì)算產(chǎn)品組合

新聞要點(diǎn)

最新的第三代英特爾?至強(qiáng)?可擴(kuò)展處理器將驅(qū)動(dòng)下一代超級(jí)計(jì)算機(jī)和高性能計(jì)算系統(tǒng)。

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）。

基于英特爾 Xe架構(gòu)的HPC GPU （Ponte Vecchio）已成功啟動(dòng)，正在進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)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(kuò)展到高性能計(jì)算應(yīng)用。

英特爾宣布引入對(duì) DAOS（分布式異步對(duì)象存儲(chǔ)）的商業(yè)支持。

加州圣克拉拉，2021年6月28日——在2021年國(guó)際超算大會(huì)（ISC）上，英特爾通過(guò)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)?！?/p>

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。

對(duì)比最接近的x86競(jìng)品，第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器能夠?yàn)橐幌盗兄髁鞲咝阅苡?jì)算工作負(fù)載提供更強(qiáng)大的性能。例如，在英特爾?至強(qiáng)?可擴(kuò)展8358處理器和AMD EPYC 7543處理器的對(duì)比中，至強(qiáng)可擴(kuò)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(xiàng)式選項(xiàng)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(qiáng)?可擴(kuò)展處理器上的運(yùn)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(guò)一半時(shí)間就能實(shí)現(xiàn)定價(jià)結(jié)果。英特爾?至強(qiáng)?可擴(kuò)展8380處理器在關(guān)鍵AI工作負(fù)載上的性能也優(yōu)于AMD EPYC 7763處理器，在20個(gè)常見(jiàn)基準(zhǔn)測(cè)試中都能提供高達(dá)50%的性能提升。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(kāi)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(guó)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(kù)、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(guò)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(guó)能源部在阿貢國(guó)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(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Crossroads 超級(jí)計(jì)算機(jī)上。

阿貢國(guó)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(wèn)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(lái)進(jìn)行高級(jí)模擬和3D建模?！?/p>

洛斯阿拉莫斯國(guó)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(guó)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(guó)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?！?/p>

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(guó)家實(shí)驗(yàn)室，以及洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和桑迪亞國(guó)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HPCGPU（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(guó)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(guò)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(kāi)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(guó)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(kāi)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)。

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(qǐng)?jiān)L問(wèn)：http://www.hpcevents.intel.com/

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