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英特尔携手中科院并行在高性能计算领域

作者:zdnet出处:博客2015-05-11 06:48

  背景:英特尔并行计算中心(下文简称Intel PCC,Intel Parallel Computing Center)于2013年正式启动,英特尔至今已在全世界15个国家数十所大学和科研机构协作成立了超过 50个这样的并行计算中心,与跨领域的开发者,科学家,技术专家等一起进行培训分享,技术交流,并针对至强融核(下文简称Xeon Phi)开发和优化了覆盖16个不同领域的超过80种应用软件。如今,它正式进入中国——英特尔携手中国科学院(简称中科院),在中国成立了其首家Intel PCC。

  说到并行,引用《论语•宪问》中“见其与先生并行也,非求益者也,欲速成者也。”可将其解释的淋漓尽致,但并行计算又是什么呢?通常是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程,从而提高计算机系统计算效率和处理能力的一种有效地手段。

  2015年4月21日在京启动的Intel PCC,这一举动将结合英特尔并行计算平台的优势以及中科院强大的并行计算人才实力,从而共同推动软件代码从串行转向并行的发展,以及中国本土并行计算实用人才的培养进程。

  众所周知,并行计算利用更高效率的计算技术,可加速科学研究和产品研发,进而应对产业升级,经济发展等社会经济挑战。这次英特尔与中科院的合作又能在计算领域带来怎样的帮助和影响呢?笔者借此次Intel PCC落户中国的机会,采访到了相关人士,就相关话题进行深入的讨论。

  并行计算技术助力高性能计算事业

  并行计算为何现在这么火?全因目前各大高性能计算中心都在采用并行计算来对数据进行处理,各大厂商也在因为这一热词有所行动,英特尔所推出的集成众核架构(下文简称MIC,Many Integrated Core)正是这其中的佼佼者。

  英特尔MIC架构可以很好的加速数据的处理,并且英特尔Xeon Phi(至强融核)作为基于MIC架构研发的并行计算加速协处理器,可在提高性能的同时减少能耗。此次英特尔与中科院的合作正是为了将MIC架构以及Xeon Phi推上更大的舞台,Intel PCC在中国的成立也将会带动中国高性能计算事业的发展。

  英特尔作为全球最大的PC与服务器CPU制造商,其所制定的发展战略一直与时代的发展同步,MIC架构以及Xeon Phi作为英特尔整个产品线上的重要一环,一直被英特尔所“器重”,北京航空航天大学教授钱德沛先生表示,“MIC面对数据中心、高性能计算这一块儿不光是作为协处理器来使用,将来可能是作为一个独立的处理器来形成系统。”

突破束缚 英特尔携手中科院并行在高性能计算领域的最前线沿

  北京航空航天大学教授钱德沛

  英特尔MIC架构的主要特点是上手快,并且其指令系统可做到与英特尔处理器的兼容,这可以很好地加速程序移植的过程,这使得过去遗留程序的移植问题会比较快地解决。但是在小型系统和在大型系统上会存在差异,真正要在大型系统上进行优化,会面临和NVIDIA相似的问题,钱德沛表示,“存在竞争是好事,这会促进技术的发展,也使得用户有更多的选择,我觉得无论是英特尔还是NVIDIA可能都会在高性能计算的应用中发挥其重要的作用。”

  Intel PCC落地中国

  自并行计算技术开始大规模投入使用后,其软件优化与硬件发展存在差异的问题就一直困扰着计算领域。为了让更多的软件代码实现改造,使之释放并行计算硬件平台的潜能,Intel PCC于2013年正式启动,至今已在全世界15个国家数十所大学和科研机构协作成立了超过 50个并行计算中心。

  中国的并行计算技术在国际上取得的成绩众所瞩目,而本次Intel PCC首次落地中国将是开启中国本土并行计算创新征程的又一新起点。据悉,中国首家Intel PCC初期工作将围绕分子动力学模型应用最广泛的软件LAMMPS并行优化和相场动力学模拟软件开发两个方面展开,这些工作将为材料科学、生命科学、计算化学、计算物理等应用领域提供深入洞察和计算支持。

  英特尔在选择合作伙伴的过程中会选择开源的软件,这也是为了使软件和硬件可以做到更好得结合,同时希望可以找到有关科研和教育方面的Intel PCC合作伙伴,英特尔高性能和云计算行业总监张哲源表示,“因为这些软件一旦被优化之后也可以更好地利于其他的研究单位或者其他国家的科学家、科研单位来使用。英特尔最大的目的就是让所有最常见的开源软件跑到英特尔Xeon以及Xeon Phi上。”

  Intel PCC发展的过程是一个开放的过程,它的选择标准时主要根据用户的建议,所以不会出现重复性,虽然有时候会有一定程度上的重复,但是所用用户都不会依据完全一样的建议来提供具体需求。英特尔公司高性能和云计算行业经理李辉表示,“在这个过程中英特尔需要做一系列的评估,在基于水平和实力的基础上,来衡量是否可以实施,在英特尔内部的软件部门和研究部门有很多相应的人员,在自己负责的不同领域里去根据用户具体的建议来制定计划,这是一个非常严谨的过程。”

  Intel PCC对中国超算事业的意义

  当提到中国超算的时候,大家一定会想到的就是“天河二号”,其在2014年11月17日公布的全球超级计算机500强(TOP500)榜单中,以比第二名的美国“泰坦”快近一倍的速度连续第四次获得冠军。虽然目前“天河二号”已经发展到了55期,但是目前大部分应用还只是在小型的分区中,并没有占用大型分区去跑大型的应用,中科院计算机网络信息中心副主任兼超级计算中心主任迟学斌对此表示,“受资源和用户数量大的限制,在目前5000多核的基础上,单作业规模不敢放的太大,最多2000个核左右,以保障资源最大利用率。”

  对于以上问题而言,其原因在于我国的超算事业在发展的过程中遇到了瓶颈,Intel PCC落地中国,标志着英特尔与中国高性能计算社区的合作迈入新阶段。中国首家Intel PCC在支持中国本地发展并行计算技术和推进代码现代化进程的同时,也会将其成果开源并分享到全球各个角落。最终既能让中国各行业自主创新的宏图大业获得先进计算技术的支持,也能让中国成为全球计算通信领域的创新中心。

突破束缚 英特尔携手中科院并行在高性能计算领域的最前线沿

  中科院计算机网络信息中心副主任兼超级计算中心主任迟学斌

  作为一个国家的基础设施来说,所搭建的架构应该是金字塔型的,少数高端的应用放在塔尖,在“金字塔”的中部跑一些比较大的应用,在底层布置一些调试用以及试验用的应用。钱德沛先生表示,“目前还没有形成这样的一个结构,大中心也会跑一些小的应用,在内部的调度反而成了问题,在资源利用率这方面还需要进一步的改进和优化。”

  面对这些问题,就需要英特尔等熟知如何充分利用计算资源的厂商在背后提供在技术方面的支持,从中推动并帮助国内高性能计算事业的发展,英特尔也会继续针对硬件和技术来进行研发,以硬件作为出发点,并在软件方面进行进一步的改进,对于在我国高性能计算行业,英特尔将会做到持续投入。

  在近些年不难看到举办了很多并行计算应用的大赛,与大学的合作主要是激励国内的大学、教授以及团队,针对并行计算方面来努力,直接或间接地培养并行计算的人才,各大学也会重点培养这些学生在科研项目上的工作。

  英特尔从之前的硬件提供商,如今变成了行业的助推者,这其中可以看到的是英特尔有着更为广阔的发展空间,同时也可以看得出英特尔身上所背负的责任,在未来的并行计算领域中,英特尔一定还会继续发力,从而帮助从业者解决在计算领域中所遇到的问题。

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关键词:高性能计算

责任编辑:郑亮

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