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
新聞焦點
•英特爾宣布新一代Intel® Xeon Phi™處理器(代號為Knights Landing)新的微架構與記憶體相關細節。新處理器預計於2015下半年使用於高效能運算(High-Performance Computing，HPC)系統。
•Intel® Omni Scale Fabric – 此端對端的互連結構針對高速數據傳輸、降低延遲與提高效率進行最佳化。初期將於2015年推出獨立元件，未來還將整合到新一代的Intel® Xeon® Phi™處理器以及未來的14奈米Intel® Xeon®處理器。
•英特爾於高效能運算市場持續領先，根據最新的Top500*超級電腦排名，有超過85%皆內含Intel® Xeon®處理器
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。
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。
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