Intel spreman povesti računalnu industriju u eru egzaskalarnog računalstva
Na Međunarodnoj konferenciji o superračunalima (International Supercomputing Conference, ISC) Kirk Skaugen, potpredsjednik tvrtke Intel Corporation i generalni direktor Intelova odjela Data Center Group, predstavio je Intelovu viziju ostvarivanja performansi mjerenih u egzaflopsima do kraja desetljeća. Jedan egzaflop/s mjera je koja označava 1018 računalnih operacija u sekundi, što je stotinu puta više od najbržih danas dostupnih superračunala.
Skaugen smatra da će za ostvarivanje egzaskalarnih performansi biti potrebni ne samo zajednički napori računalne industrije i državnih tijela, već i novi pristupi koje istražuje arhitektura Intel Many Integrated Core (Intel MIC). Upravljanje eksplozivnim rastom količine podataka koji se razmjenjuju putem interneta, pronalaženje rješenja za klimatske potrebe, upravljanje sve većim troškovima pristupa resursima kao što su nafta i plin te brojni drugi izazovi traže sve više i više računalnih resursa koje mogu pružiti samo superračunala sa sve boljim i boljim performansama.
"Iako je očito da su procesori Intel Xeon arhitektura prvog izbora za superračunala na trenutnom popisu TOP500, Intel nastavlja svoje napore na području računalstva visokih performansi kako bi računalnoj industriji omogućio suočavanje sa sljedećim izazovom, i to uz pomoć arhitekture Intel Many Integrated Core, namijenjene petaskalarnim i budućim egzaskalarnim radnim opterećenjima", izjavio je Skaugen. "Intel ima jedinstvene resurse u obliku nenadmašnih proizvodnih tehnologija, novih arhitektonskih inovacija i poznatog okruženja za programiranje softvera koji će mu omogućiti da se približi svom uzbudljivom egzaskalarnom cilju."
Skaugen je istaknuo Intelovo odlučno praćenje Mooreova zakona – udvostručivanja gustoće tranzistora na mikroprocesorima otprilike svake dvije godine radi povećanja funkcionalnosti i performansi, a smanjenja troškova – te inovativni, iznimno učinkovit model programiranja i izrazitu skalabilnost sustava kao ključne elemente koji će omogućiti prijelaz s petaskalarnog računalstva u novu eru egzaskalarnog računalstva. Takvo povećanje performansi, međutim, za sobom povlači znatno povećanje potrošnje energije.
Tako bi, primjerice, najbržem danas dostupnom superračunalu u Kini, modelu Tianhe-1A, za postizanje egzaskalarnih performansi bilo potrebno više od 1,6 GW energije, što je dovoljno za opskrbu dva milijuna kućanstava električnom energijom. Zbog toga su takve performanse izazov na području energetske učinkovitosti.
Da bi riješili taj izazov, Intel i europski istraživači osnovali su tri europska laboratorija s tri glavna cilja: stvoriti stalnu partnersku prisutnost u Europi, iskoristiti sve važnija europska istraživanja na području računalstva visokih performansi te eksponencijalno povećati mogućnosti računalne znanosti, projektiranja i strateškog računalstva. Jedan je od tehničkih ciljeva tih laboratorija stvoriti simulacijske aplikacije kojima će se početi rješavati izazovi s područja energetske učinkovitosti povezani s prijelazom na egzaskalarne performanse.
Skaugen je izjavio da na tržištu računalstva visokih performansi postoje goleme prilike za rast. Tijekom osamdesetih godina dvadesetog stoljeća performanse superračunala mjerile su se u gigaflopsima (milijardu operacija s pomičnim zarezom u sekundi), a današnja su najsnažnija računala tu vrijednost povećale nekoliko milijuna puta. Zbog toga se pak povećala potražnja za procesorima koji se koriste u superračunalstvu. Intel predviđa da će do 2013. stotinu najjačih računala na svijetu koristiti milijun procesora. Do 2015. taj bi se broj trebao udvostručiti, a predviđa se da će do kraja desetljeća dosegnuti osam milijuna jedinica. Očekuje se da će performanse prvog sustava na popisu TOP500 2015. godine dosegnuti 100 petaflopsa te 2018. godine probiti granicu od jednog egzaflopsa. Najbrži sustav na Zemlji do kraja bi desetljeća trebao omogućivati performanse od više od četiri egzaflopsa.
Arhitektura Intel MIC ključan je dodatak postojećim Intelovim proizvodima, uključujući procesore Intel Xeon, te se očekuje da će pridonijeti uvođenju računalne industrije u eru egzaskalarnog računalstva. Proizvodnja prvog proizvoda utemeljenog na arhitekturi Intel MIC, pod kodnim nazivom "Knights Corner", planira se na Intelovoj inovativnoj 22-nanometarskoj tehnologiji u kojoj se koriste inovativni 3D tranzistori Tri-Gate. Intel trenutno odabranim razvojnim partnerima isporučuje platforme za razvoj programske opreme Intel MIC, pod kodnim nazivom "Knights Ferry".
Intel i neki od njegovih partnera, uključujući Forschungszentrum Juelich, Leibniz Supercomputing Centre (LRZ), CERN i KISTI (Korea Institute of Science and Technology Information, korejski institut za znanstvene i tehnološke informacije) na ISC-u su demonstrirali prve rezultate rada s platformom "Knights Ferry". Demonstracije su pokazale da arhitektura Intel MIC nudi prednosti i na području performansi i na području programibilnosti softvera.
"Prednosti modela programiranja koji nudi arhitektura Intel MIC omogućile su nam brzo skaliranje aplikacija koje se koriste na procesorima Intel Xeon na platformu za razvoj programske opreme Knights Ferry", izjavio je prof. Arndt Bode iz centra Leibniz Supercomputing Centre. "Ta su radna opterećenja prvotno razvijena i optimizirana za procesore Intel Xeon, no zahvaljujući sličnosti modela programiranja u samo smo nekoliko sati optimizirali programski kod za arhitekturu Intel MIC te uz to ostvarili i performanse veće od 650 gigaflopsa."
Intel je predstavio i platforme za poslužitelje i radne stanice koje su proizveli SGI, Dell, HP, IBM, Colfax i Supermicro. Sve te tvrtke surađuju s Intelom na planiranju proizvoda utemeljenih na platformi "Knights Corner".
"SGI razumije važnost interprocesorske komunikacije, snage, gustoće i iskoristivosti pri projektiranju egzaskalarnih performansi", izjavio je glavni tehnološki direktor SGI-ja, dr. Eng Lim Goh. "Proizvodi utemeljeni na arhitekturi Intel MIC ispunit će sva četiri preduvjeta, osobito s obzirom na očekivano povećanje gustoće i poznato okruženje za programiranje X86."
