HPC China 2012:基于MIC众核技术HPC应用创新探索

2012年10月29日-31日,由中国计算机学会主办的 “2012年全国高性能计算学术年会”(HPC China 2012)在湖南省张家界阳光酒店召开。本届盛会围绕着高性能计算技术的研究进展与发展趋势、高性能计算的重大应用等主题展开,促进信息化与工业化的深度融合,为相关领域的学者提供交流合作、发布最前沿科研成果的平台,推动中国高性能计算的发展。


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30日上午的主题演讲中,浪潮高性能计算应用技术经理张清发表主题为“基于MIC众核技术HPC应用创新探索”的主题演讲。张清认为,应用催生了超级计算机的不断诞生,超级计算机研制的国家也越来越多,超级计算机的计算能力也越来越强,而当前所面临的问题是,软件跟不上硬件的发展速度。如何做到软硬件的均衡发展是我们的一个重点,也是一个机会。他介绍了浪潮基于MIC架构所做的一些应用研究。

 

浪潮高性能计算应用技术经理张清

HPC应用技术路线主要有两个方面:同构多核与异构众核。

 

【图】HPC应用两大技术路线

CPU平台HPC面临着三大挑战:性能功耗比、性能访存比、大规模扩展效率:上千个核以上软件的并行效率如何?

GPU+CPU异构协同平台的计算能力、带宽和成本都相对比CPU低,但是同样也存在挑战,是不同指令集下的异构模式,这会增加程序员的工作量。

MIC芯片能在应用上有所突破吗?

浪潮和英特尔去年成立了并行计算联合实验室,并一起针对一些真实的应用进行了迁移,下图五个典型应用的MIC迁移,从效果来看,虽然选择的是测试平台,一块MIC卡和两个六核CPU性能相比,都能够有所提升。其次,从单卡的开发周期方面,能够在两个月内把程序迁移到MIC上去,缩短了开发的时间。

【图】五个典型应用MIC迁移效果

MIC三个方面的创新

硬件架构创新,MIC是基于x86架构的众核协处理器,具有512个向量位宽,具有内向量系统,可以在能效方面有所提升。

【图】MIC硬件架构创新

编程方面:MIC与CPU实现很好的结合,并且对应用实现应用扩展,有五种不同的应用模式,两种编程模型,并且可以实现代码重用,CPU跟MIC可以实现代码的重用。如下图所示:

【图】MIC应用模式宽泛性

【图】MIC支持两种编程模型

 最后,张清介绍了未来MIC研究课题开放,如下图所示:

【图】MIC研究课题开放