Intel ebnet den Weg für das Exascale-Zeitalter

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    Standard Intel ebnet den Weg für das Exascale-Zeitalter

    Die Intel® Many Integrated Core (Intel® MIC) Architektur wird ein wichtiger Bestandteil der Intel Exascale-Computing-Lösung werden

    · Intel kündigt im Rahmen der International Supercomputing Conference (ISC) an, zusammen mit Partnern bis Ende dieses Jahrzehnts umfassende Lösungen im Exascale-Bereich anzubieten.
    · Demonstrationen von renommierten Supercomputer-Zentren unterstreichen das Interesse an der Intel® Many Integrated Core Architektur. Zu den Zentren gehören das Forschungszentrum Jülich, das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ), das CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucleaire) sowie das Korea Institute of Science and Technology (KISTI)
    · Supercomputer auf Basis von Intel Prozessoren belegen 77 Prozent aller Einträge der jüngsten TOP500-Liste und stellen knapp 90 Prozent aller neuen Systeme des Jahres 2011.


    FELDKIRCHEN/HAMBURG, 20. Juni 2011 – Im Rahmen der International Supercomputing Conference erläuterte Kirk Skaugen, Vice President und General Manager der Data Center Group von Intel, wie das Unternehmen bis Ende dieses Jahrzehnts Leistungen im ExaFLOP/s-Bereich ermöglichen möchte. Mit einer Trillion Rechenoperationen pro Sekunde bedeutet ein ExaFLOP/s mehrere Hundertmal mehr Leistung als sie heutige Supercomputer bieten. Die ISC findet dieses Jahr vom 20. bis zum 23. Juni in Hamburg statt.

    Um Exascale-Rechenleistung zu erreichen, müssen laut Skaugen Industrie und Regierungen zusammenarbeiten. Zudem sind hierfür neue Hardwareansätze wie die Intel Many Integrated Core Architektur notwendig. Viele Herausforderungen verlangen nach kontinuierlich steigender Rechenleistung wie sie nur Supercomputer bieten können. Zu diesen Herausforderungen zählen beispielsweise die Verarbeitung der wachsenden Datenmengen im Internet, Lösungen der Probleme des Klimawandels oder der Umgang mit den enorm steigenden Kosten bei der Öl- und Gas-Förderung.

    „Bei den Supercomputern der TOP500-Liste sind Intel® Xeon® Prozessoren erste Wahl. Mit der Intel Many Integrated Core Architektur erweitern wir unser Engagement im High-Performance-Computing und bereiten diese Branche auf die kommenden Workloads im Peta- und Exascale-Bereich vor“, sagt Skaugen. „Intel ist Technologieführer in der Halbleiterproduktion und bei der Einführung von Architekturinnovationen. Zudem ist die Intel Architektur eine vertraute Softwareentwicklungsumgebung. Das sind die idealen Vorraussetzungen damit wir dem Exascale-Zeitalter näherkommen.“

    Den Weg für Exaflop-Leistung bereiten

    Skaugen beschrieb drei Vorraussetzungen, die den Schritt vom Petascale-Computing hin zur Ära des Exscale-Computings möglich machen können: Die Fortschreibung des Moore’schen Gesetzes (Verdopplung der Transistorendichte auf Mikroprozessoren etwa alle zwei Jahre bei gleichzeitig sinkenden Kosten), kombiniert mit einem neuartigen, hocheffizienten Modell zur Software-Programmierung sowie die außerordentliche Skalierbarkeit der Systeme. Dieser Leistungszuwachs bedeutet aber auch einen Anstieg der Energieaufnahme.

    Beispielsweise würde der derzeit schnellste Supercomputer in China, der Tianhe-1A, zum Erreichen von Exascale-Leistung mehr als 1,6 Gigawatt an Energie benötigen. Dies wäre ausreichend Energie, um zwei Millionen Haushalte mit Energie zu versorgen. Somit stellt sich hinsichtlich der Energieeffizienz eine enorme Herausforderung.

    Um sich dieser Herausforderung anzunehmen, haben Intel und Forscher aus Europa drei europäische Labore eingerichtet. Die Labore verfolgen das Ziel, eine nachhaltige Partnerpräsenz in Europa zu etablieren, den Vorteil der wachsenden Relevanz des High-Performance-Computings in Europa zu nutzen sowie Fähigkeiten in Computational Science (Rechnergestützte Naturwissenschaften), Engineering und Strategic Computing deutlich auszubauen. Zudem sollen die Labore Simulationsanwendungen erstellen, um sich der Herausforderung anzunehmen, die Exascale-Leistung im Bezug auf Energieeffizienz mit sich bringt.

    Laut Skaugen birgt der HPC-Markt ein immenses Wachstumspotenzial. Leisteten die Supercomputer der 80er Jahre noch GigaFLOP/s (Milliarden Fließkommaoperationen pro Sekunde), liefern die schnellsten Maschinen heute ein Millionenfaches dessen. Dadurch ist auch die Prozessor-Nachfrage im Supercomputing-Umfeld gestiegen. Intel erwartet, dass die Top 100 der Supercomputer im Jahr 2013 eine Million Prozessoren verwenden werden. Bis 2015 soll sich diese Zahl verdoppeln und bis zum Ende des Jahrzehnts sogar auf acht Millionen ansteigen. Die Leistung des schnellsten TOP500-Computers wird im Jahr 2015 schätzungsweise bei 100 PetaFLOP/s liegen und die Grenze von einem ExaFLOP/s im Jahr 2018 durchbrechen. Bis zum Ende des Jahrzehnts wird das schnellste System auf der Erde mehr als 4 ExaFLOP/s leisten.

    Intel MIC Architektur ebnet den Weg in das Zeitalter des Exascale-Computing

    Die Intel MIC Architektur ist eine wichtige Ergänzung zu den bestehenden Produkten wie den Intel Xeon Prozessoren und soll der Branche den Weg in das Zeitalter des Exascale-Computing ebnen. Das erste MIC-Produkt von Intel (Codename „Knights Corner“) soll auf Basis von Intels 22-Nanometer-Technologie hergestellt werden, die über neuartige 3D-Tri-Gate-Transistoren[1] verfügt. Intel liefert bereits Intel MIC Software Development-Plattformen (Codename „Knights Ferry“) an ausgewählte Entwicklungspartner aus.

    Im Rahmen der ISC haben Intel und einige seiner Partner, darunter das Forschungszentrum Jülich, das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ), das CERN und das Korea Institute of Science and Technology (KISTI), erste Resultate ihrer Arbeit mit der „Knights Ferry“-Plattform gezeigt. Die Demonstrationen belegen, welche maßgeblichen Vorteile die Intel MIC Architektur hinsichtlich Leistung und Programmierbarkeit aufweist.

    „Dank der Vorteile des Programmierungsmodells der Intel MIC Architektur konnten wir unsere Intel Xeon Prozessor basierten Anwendungen schnell auf die Knights Ferry Software Development Platform übertragen“, sagt Professor Arndt Bode vom Leibniz-Rechenzentrum. „Der Workload wurde ursprünglich für Intel Xeon Prozessoren entwickelt und optimiert. Da die Programmiermodelle sich aber so sehr ähneln, konnten wir den Code für die Intel MIC Architektur binnen Stunden optimieren und eine Leistung von über 650 GFLOPS erzielen.“

    Intel zeigte auch Server und Workstations von SGI, Dell, HP, IBM, Colfax und Supermicro, die mit Intel daran arbeiten, Produkte auf Basis von „Knights Corner“ zu entwickeln. „SGI hat im Zusammenhang mit Exascale die Wichtigkeit von Inter-Prozessor-Kommunikation, Energie, Dichte und Nutzerfreundlichkeit erkannt“, sagt der CTO von SGI, Dr. Eng Lim Goh. „Die Intel MIC Produkte werden diesen vier Punkten gerecht, insbesondere durch die erwartete höhere Dichte, kombiniert mit der vertrauten X86-Entwicklungsumgebung.“

    TOP500 Supercomputer


    Die im Rahmen der ISC vorgestellte 37. Auflage der TOP500-Liste belegt, dass Intel weiterhin eine treibende Kraft beim High-Performance-Computing ist: 387 Systeme beziehungsweise mehr als 77 Prozent der in der Liste vertretenen Systeme basieren auf Intel Prozessoren. Von allen neuen Systemen der Liste 2011 machen Intel-Systeme knapp 90 Prozent aus. Mehr als die Hälfte dieser Neuzugänge basieren auf den neuesten 32nm-Prozessoren der Intel® Xeon® 5600er-Prozessoren, die inzwischen mit 35 Prozent aller Vertreter in der TOP500-Liste mehr als dreimal so viele Systeme antreiben als im letzten Jahr. Ebenso sind fünf Intel-Systeme unter den Top 10 gelistet.

    Verantwortlich für die zweimal pro Jahr aktualisierte TOP500-Liste der Supercomputer sind Hans Meuer von der Universität Mannheim, Erich Strohmaier und Horst Simon vom National Energy Research Scientific Computing Center des U.S. Department of Energy und Jack Dongarra von der University of Tennessee. Der vollständige Report findet sich unter Home | TOP500 Supercomputing Sites.

  2. Standard

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