מאת: אריק וינשטיין. פריצת דרך בביצועי יישומים מקביליים: היכולת להשיג ביצועים גבוהים מיישומים מקביליים מאוד הופכת לקלה- הרבה יותר קלה. ה-Intel® Xeon Phi™ coprocessor 5110P, המבוסס על ארכיטקטורת Intel Many Integrated Core (או-MIC), משלים את משפחת ה-Intel® Xeon™ ES המובילה בביצועים וביעילות הספק, כדי לאפשר שיפור בביצועים לחלק מהיישומים הדרשניים ביותר של היום. כיום ניתן לקבל ביצועים אופטימאליים – אפילו לעומסי עבודה המקביליים ביותר בעולם המחשוב תוך כדי שמירה על סביבות חומרה ותוכנה אחידות.
בין תכונות המפתח של ה-Intel® Xeon Phi™ coprocessor 5110P:
יכולות ביצוע של עד 1 (Teraflops double precision)
ביצועי עבודה ייחודיים לוואט (per Watt) עבור יישומים מקביליים במיוחד.
מודל תכנות יחיד לכל הקוד המפותח.
מודולי שימוש גמישים כדי למקסם את ההשקעה.
מודל תכנות יחיד
לכל הקוד שלך
מגוון רחב של שפות תכנות, מודלים וכלים תומכים בארכיטקטורת אינטל, וכולם ניתנים לשימוש הן במעבדי
™Xeon Intel® והן במשפחת – Intel® Xeon Phi™ coprocessor. יישומים הרצים על משפחת מעבדים אחת ירוצו גם על האחרת. אחידות זו מאפשרת להפחית באופן משמעותי את מורכבות הפיתוח, האופטימיזציה והתחזוקה של קוד התוכנה. יישומים קיימים יצטרכו להיות מתואמים לביצועים ולעבור קומפילציה מחדש לשם השגת מקביליות ותפוקה (throughput) מרביות – אולם המפתחים לא יצטרכו לחשוב מחדש על כל הבעיה ולפתח שליטה בכלים חדשים ומודלי תכנות קנייניים. במקום, הם יכולים לעשות שימוש חוזר בקוד הקיים ולשמור על בסיס קוד משותף תוך שימוש בכלים ובשיטות מוכרות. הקוד יכול לעבור אופטימיזציה רק פעם אחת גם למעבדי ™Intel® Xeon וגם
ל-™Intel® Xeon Phi. אותם טכניקות כמו הרחבת יישומים למספר גדול של ליבות ותהליכים, חסימת נתונים לזיכרון הירארכי וזיכרון מטמון ושימוש יעיל
ב-SIMD מספק ביצועים אופטימאליים הן למשפחות המעבדים והן למשפחת מעבדי העזר (Coprocessor). ההשקעה בהגדלת המקביליות של הקוד תניב יתרונות רבים ע”פ טווח רחב של סביבות מחשוב.
יעילות גבוהה
לעיבוד מקבילי
בעוד משפחת מעבדי ™Intel® Xeon E5
היא עדיין האופציה המועדפת לחלק הגדול של היישומים, משפחת Intel® Xeon Phi™ Coprocessor מספקת ביצועים יעילים יותר ליישומים הדורשים מקביליות גבוהה. הם כוללים ליבות קטנות יותר, יותר תהליכונים (threads) ויחידות ווקטוריות רחבות יותר. הרמה הגבוהה של מקביליות מפצה על מהירות נמוכה יותר של כל ליבה כדי לספק ביצועים מצטברים טובים יותר לעומסי עבודה שניתן לחלקם למספר מספיק גדול של משימות בו זמנית. ניתן להשתמש במעבדי ™Intel® Xeon וב-Intel® Xeon Phi™ Coprocessors ביחד כדי לשפר ביצועים כמעט לכל עומסי העבודה. כיוון שגם המעבד וגם מעבד העזר תומכים באותו קוד תוכנה ובאותם מודלים של תכנות, אין צורך למפתחים להמציא את הגלגל מחדש כדי לספק ביצועים אופטימאליים.
מודלי שימוש גמישים – כדי למקסם את ההשקעה
מעבד ה-Intel® Xeon Phi™ coprocessor תוכנן לספק את הרמה הגבוהה ביותר של גמישות בצמידות למערכות ואשכולות (clusters) המבוססות על מעבדי Intel Xeon. הוא יכול לפעול תחת מערכת ההפעלה של השרת המארח, כאשר במקרה זה מערכת ההפעלה והיישום רצים על מעבדי Intel Xeon ואלו קטעי קוד מקביליים במיוחד מועברים לביצוע
ל-Intel Xeon PHi Coprocessor כדי להאיץ את הביצועים. בניגוד למאיצים בסיסיים, ה-Intel Xeon PHi Coprocessor יכול לתפקד בנוסף כצומת שרת עצמאית עם מערכת הפעלה Linux וכתובת IP משלו. בסנריו זה, הוא יכול להריץ יישומים בצורה עצמאית ולבצע off-load של קטעי קוד טורי (או מקבילי מתון) מהמערכת המארחת ובכך מאפשר להם להציג ביצועים יעילים ומהירים יותר. הגמישות המסופקת ע”י מודלים חדשים וייחודיים אלו מתוארת באיור-1.
Intel Xeon PHi Coprocessor יחיד מספק עד ל-60 ליבות ו-240 תהליכונים ומסוגל לבצע עד ל-Tera-flop של פעולות בדיוק כפול (double precision) ליישומים ממוקדים. מעבדי עזר אלו מיוצרים בטכנולוגיית 22 ננומטר של אינטל כדי לספק צפיפות מחשוב ויעילות אנרגטית גבוהות במיוחד, וכן כוללים לראשונה טרנזיסטורים מסוג 3-D Tri Gate.
ה-Intel Xeon PHi Coprocessor 5110P מגיע בגורם צורה סטנדרטי של PCIe x16 הניתן להוספה לשרת נתמך המבוסס על ™Intel® Xeon. בשרת מארח יחיד בעל 2 תושבות ניתן להשתמש עד 8 כרטיסים כדי להגדיל את יכולת העיבוד המקבילי.
דחיפת מחשוב העל לגבהים חדשים
כיום, חלק ממרכזי המחשוב המצליחים בעולם משתמשים ב-Intel Xeon PHi Coprocessor לספק יכולת עיבוד מקבילית מסיבית.
מרכז Texas Advance Computing ישיק בקרוב מחשב על בעל יכולת ביצוע של 10 petaflop שיכלול אלפי יחידות של Intel Xeon PHi Coprocessor.
פרוייקט DEEP האירופי עושה שימוש במשפחת מעבדי Intel Xeon E5
ו-Intel Xeon PHi Coprocessor כבסיס לפלטפורמת מחשוב על עם יכולת ביצוע של exaflops .
אינטל עצמה בנתה אב טיפוס של אשכול מחשוב המשתמש ב-Intel Xeon PHi Coprocessor שדורג בגודלו כ-150
בעולם.
האם Intel® Xeon Phi™ Coprocessor מתאים לי?
בעוד חלקם הגדול של היישומים ישיגו ביצועים מרביים בביצוע על מעבדי Intel Xeon, בהחלט קיימים יישומים מקביליים מאוד שיפיקו יתרון גדול מהשימוש
ב-Intel Xeon PHi Coprocessor. כדי לסווג יישום כמקבילי מאוד, עליו להיות ניתן להרחבה בצורה טובה למאה תהליכונים (threads) ולעשות שימוש נרחב בווקטורים או לחלופין לעשות שימוש בצורה יעילה יותר ברוחב פס של הזכרון המקומי מאשר הזיכרון הזמין במעבד ה-Intel Xeon. לאינטל כלי תוכנה אשר עוזרים למפתחים לעשות את הקוד לאופטימאלי יותר ובכדי להגדיר באם היישום שלך מתאים ל-Intel Xeon PHi Coprocessor.
