Международная Конференция по суперкомпьютерным вычислениям – Supercomputing Conference (SC), проходившая в этом году в Денвере, Колорадо, стала юбилейным, 25-м по счёту событием с момента основания этого мероприятия в 1988 году.
В работе SC’13 приняло участие более 10 тысяч учёных, инженеров, разработчиков, менеджеров, директоров лабораторий и журналистов со всего света, при этом на выставке были представлены экспонаты от более чем 400 компаний и научных учреждений, работающих над созданием HPC, систем коммуникаций, хранения данных и в других смежных областях.
У компании Intel, принимавшей активнейшее участие в работе SC’13, в этом году тоже юбилей — и тоже «серебряный». Ровно 25 лет назад появились первые процессоры и системы Intel для суперкомпьютерных вычислений, которые по мере развития становились оптимальным выбором для всё большего числа потребителей.
Нынче системы на базе технологий Intel формируют 82% от списка всех суперкомпьютеров, представленных в регулярном полугодовом обновлении наиболее престижного мирового рейтинга 500 самых мощных суперкомпьютеров мира – TOP500. Более того, в последнем, 42-м издании TOP500 среди впервые попавших в рейтинг систем насчитывается 92% компьютеров, построенных на технологиях Intel.
Одного этого уже было бы достаточно, чтобы написать отдельный репортаж о новинках и новых инициативах Intel, представленных на стенде компании и её партнёров. Однако именно в дни конференции (и особенно наглядно на выставке SC’13) можно было наблюдать во всей красе новый тренд суперкомпьютерной отрасли — скачкообразный рост популярности сопроцессоров Intel Xeon Phi. И пожалуй, именно это можно назвать наиболее ярким явлением SC’13 и всего рынка HPC в 2013 году в целом.
Разумеется, для объективности следует учитывать тот факт, что с момента выпуска первой продукции на базе архитектуры Intel Many Core Architecture прошёл всего лишь год, а рост с нуля всегда впечатляет, хоть в относительных, хоть в абсолютных показателях. Тем не менее такой мощный рывок со старта просто поражает, ведь всего лишь за год (особенно за последние полгода, прошедшие с момента анонса новых серий Intel Xeon Phi 7120X, Xeon Phi 5120D в июньские дни конференции ISC’13 в Лейпциге), системы с сопроцессорами Xeon Phi успели застолбить 18% от общей производительности всех систем из списка TOP500!
В дополнение в рамках конференции SC’13 также были представлены подробности о новом поколении сопроцессоров Intel Xeon Phi с рабочим названием Knights Landing. Изюминка новой технологии заключается в том, что, в отличие от нынешних чипов Xeon Phi, которые работают в качестве сопроцессоров, новое поколение Knights Landing сможет использоваться в стандартных стоечных архитектурах в качестве хост-процессоров, что позволит запускать приложения напрямую, без промежуточного переноса данных. Одновременно со снижением избыточной сложности программирования это позволяет отказаться от необходимости «разгрузки» данных, повысить производительность и снизить латентность подсистемы памяти, сетевых и PCIe-интерфейсов.
И ещё одна интересная и многообещающая инициатива была объявлена компаниями Intel и Fujitsu. Речь о разработке технологии для замены электрических проводов в компьютерах волоконно-оптическими каналами, по которым будет передаваться трафик Ethernet или PCI Express с помощью соединения Intel Silicon Photonics. Это позволит устанавливать сопроцессоры Xeon Phi в специальный блок расширения, отделенный от хост-процессоров Xeon. При этом они будут работать так, как будто они установлены на системной плате. Такой подход даст возможность увеличить плотность размещения сопроцессоров и повысить емкость ресурсов компьютера, не оказывая негативное влияние на работу хост-сервера.
Прежде чем мы перейдём к небольшому фоторепортажу о наиболее интересных новинках на стенде Intel и её ближайших партнёров, хотелось бы вернуться к новому рейтингу TOP500 и напомнить ещё несколько интересных фактов. Начнём, пожалуй, со списка российских суперкомпьютеров, вошедших в 42-ю редакцию TOP500. Всего их пять, при этом все пять выполнены на процессорах Intel Xeon, и два из них – на сопроцессорах Intel Xeon Phi.
К сожалению, за последние полгода из рейтинга «выпали» три российские суперкомпьютерные системы (глядя на данные фаворита последнего рейтинга, китайской системы Tianhe-2 с производительностью 33,86 петафлопс на базе процессоров Intel Xeon E5-2692 и сопроцессоров Intel Xeon Phi 31S1P, имеющей 3,12 млн вычислительных ядер, понимаешь, почему). На шесть строчек опустилась в рейтинге мощнейшая российская система «Ломоносов» в МГУ, зато рекордно – на сотню с лишним мест — взлетела в рейтинге система Южно-Уральского государственного университета.
В целом же итоги конференции SC’13 для России следует рассматривать исключительно в позитивном ключе. Именно российская компания РСК представила в Денвере уникальную систему PetaStream с охлаждением горячей водой на базе современных процессоров Intel Xeon и сопроцессоров Intel Xeon Phi с рекордной плотностью размещения пиковой вычислительной мощности — до 1 PFLOPS на стойку. Рекордный петафлопс на квадратном метре – это отличный задел производительности для создания топовых систем для будущих рейтингов TOP500.
И ещё несколько фактов о нынешнем TOP500, которые позволят вам оценить истинный масштаб происходящего в индустрии HPC:
- В последнем рейтинге фигурирует 31 система с производительностью более петафлопса — это на пять больше, чем в рейтинге полугодовой давности.
- Всего среди пятисот систем рейтинга 53 оснащены акселераторами и сопроцессорами, при этом 38 из них на базе чипов NVIDIA, две на базе чипов ATI Radeon и уже 13 на базе технологии Intel MIC (Xeon Phi).
- Точная доля процессоров Intel в системах TOP500 – 82,4%.
- 96% всех систем рейтинга оснащены шестиядерными процессорами или даже чипами с большим количеством ядер, из них 75% — с числом ядер от восьми и более.
- Число систем, работающих в Китае, составляет 63 (в предыдущем списке 65), однако по суммарной производительности Китай занимает вторую строчку после США. Далее идут Япония, Великобритания, Франция и Германия.
- Последняя система в новом рейтинге TOP500 занимала в предыдущей версии 363-е (!) место.
Обзор стендов начнём собственно с экспозиции Intel. В этом году инженеры компании создали фактически демонстрационную систему Cherry Creek, показывающую возможности сопроцессоров Intel Xeon Phi, — она нежданно-негаданно заняла 400-е место в рейтинге TOP500 с производительностью до 131,5 терафлопс в тесте Linpack и 41 место в рейтинге Green500 благодаря скромному энергопотреблению на уровне 1800 мегафлопс на ватт.
Использование архитектуры MIC позволило задействовать более 10 тысячвычислительных ядер, а сотрудничество с компанией Supermicro дало возможность скомпоновать систему в крайне компактном исполнении и обойтись воздушным охлаждением.
Компания Intel выпускает стоечные модули с возможностью установки одного или двух сопроцессоров Intel Xeon Phi — они также демонстрировались на стенде компании.
На стенде Intel в дни выставки также проводилось множество лекций по актуальным вопросам, например касательно миграции на технологии Intel Xeon Phi.
У тайваньских партнёров Intel по производству системных плат и серверных модулей, таких как Supermicro, TYAN и других, ассортимент подобными решениями не исчерпывается, но системы с поддержкой Intel Xeon Phi также встречаются. Оно и понятно: для успешного бизнеса требуются самые разные конфигурации для HPC, ЦОД, коммуникационных систем и систем хранения данных.
Обратим немного внимания на стенд компании Cray, системы производства которой являются постоянными фигурантами TOP500, а сама компания – непременным участником всех 25 конференций SC. Без Xeon Phi тут тоже не обошлось.
Стенд компании IBM: широкий ассортимент решений для всех сегментов корпоративного рынка, в том числе с поддержкой Intel Xeon Phi.
Стенд компании SGI с её масштабируемыми разработками и мощными системами хранения данных. И что же мы видим? Конечно, Xeon Phi.
Стенд компании NEC с её уникальными системами охлаждения и технологиями экономии энергии.
Стенд компании Fujitsu, которая активно и по всем фронтам сотрудничает с Intel, не забывая, впрочем, о разработке линейки собственных процессоров Sparc64 X+.
Компания Eurotech, прославившаяся компактными «подстольными» суперкомпьютерами Aurora, представила на этой выставке собственные системные модули Tigon с поддержкой как Intel Xeon Phi, так и NVIDIA Tesla (Kepler).
Стенд компании Dell, верного партнёра Intel во всех его начинаниях.
Стенд компании HP, который в этот раз оказался интересен не только системами Proliant на чипах Intel Xeon и Xeon Phi.
HP впервые продемонстрировала свой интересный проект Moonshot, модульная конструкция которого позволяет «набивать» микросерверные слоты различными микросистемами на выбор — на базе Intel Atom, AMD APU и даже ARM-чипов Texas Instrument.
В целом же нельзя не отметить две интересные тенденции. Заметными они были уже в дни SC’13, поэтому у нас нет сомнений, что они могут сыграть заметную роль в развитии серверного рынка уже в ближайшем будущем. Конечно же, это микросерверы, которым аналитики уже сегодня прочат достаточно бурный рост в ближайшие годы, а также понемногу крепнущий рынок ARM-решений, будущее которого с достойной вероятностью пока предсказать трудно, но уже никто не сомневается, что оно будет бурным. По крайней мере компания Micron, представившая свои новейшие разработки в данной области, в этом совершенно уверена.
Заканчивая сегодняшний репортаж, хотелось бы ещё раз акцентировать внимание наших читателей на очень быстром росте интереса индустрии высокопроизводительных вычислений к технологиям Intel MIC и сопроцессорам Intel Xeon Phi. Не знаю, насколько мне удалось передать в репортаже характер этого «нашествия», но с большой уверенностью могу предсказать, что в следующем TOP500, который будет объявлен в июне 2014 года на ISC’14 в Лейпциге, систем с чипами Xeon Phi будет гораздо, гораздо больше.
