法國(guó)的Curie thin nodes以1.36PFLOP的運(yùn)算能力位列TOP500的第9名，這同樣是一臺(tái)基于至強(qiáng)E5的超級(jí)計(jì)算機(jī)。和SuperMUC一樣，它也是采用了Xeon E5-2680 8C處理器，主頻為2.7GHz，共計(jì)77184個(gè)內(nèi)核。Curie thin nodes的內(nèi)存為308736GB，整體功耗為2251kW，采用了Infiniband QDR高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

SuperMUC和Curie thin nodes都采用Xeon E5-2680作為節(jié)點(diǎn)計(jì)算平臺(tái)，很難說(shuō)是巧合。因?yàn)樵谑着l(fā)布的Xeon E5-2600處理器家族中，Xeon E5-2680屬于其中的高規(guī)格產(chǎn)品，它為8核心16線程結(jié)構(gòu)，三級(jí)緩存為20M，QPI速度為8.0GT/s,功耗是130W。從整體上看，Xeon E5-2680是作為節(jié)點(diǎn)機(jī)較為合理的計(jì)算平臺(tái)選擇。

而事實(shí)上，從Nahalem架構(gòu)的至強(qiáng)5500到Sandy Bridge架構(gòu)的至強(qiáng)E5，至強(qiáng)處理器在高性能計(jì)算能力方面獲得了不斷的加強(qiáng)。新一代至強(qiáng)處理器已經(jīng)成為了TOP500超級(jí)計(jì)算機(jī)中的主流選擇。因?yàn)榻陙?lái)每年2次的TOP500榜單中，基于英特爾至強(qiáng)處理器的系統(tǒng)均超過(guò)了70%。

本屆TOP500榜單中，共有372套系統(tǒng)采用了英特爾處理器，這個(gè)比例超過(guò)了74%。而即使是新入榜的系統(tǒng)，采用英特爾處理器的系統(tǒng)占據(jù)了超過(guò)78%的份額。這意味著未來(lái)英特爾在TOP500中的份額還會(huì)有所提升。

新一代至強(qiáng)發(fā)力高性能計(jì)算

英特爾對(duì)于高性能計(jì)算的全力支持，可謂是源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。以Nahalem架構(gòu)的至強(qiáng)5500為標(biāo)志，英特爾至強(qiáng)處理器進(jìn)入了全新的時(shí)代。新架構(gòu)對(duì)內(nèi)存帶寬的大幅增加，快速通道互聯(lián)技術(shù)、智能加速技術(shù)以及英特爾超線程技術(shù)等的采用，使得至強(qiáng)5500相比于上一代產(chǎn)品，在制造、建模、地震模型等方面可以獲得超過(guò)3倍以上的性能提升。

基于32納米工藝制程的至強(qiáng)5600處理器，除了性能比上一代的至強(qiáng)5500提升60%左右為，更是在綠色節(jié)能方面頗有建樹(shù)，為降低高性能計(jì)算機(jī)的整體功耗立下了汗馬功勞。

在自適應(yīng)能效方面，至強(qiáng)5600主要在4個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)：包括CPU功耗更低，每瓦特性能更高，六核版本至強(qiáng)5600的最低功耗為60W，四核版本至強(qiáng)5600的最低功耗只有40W；增強(qiáng)了智能節(jié)能技術(shù)，可以調(diào)節(jié)六個(gè)內(nèi)核的能耗狀態(tài)，性能功耗比更接近理想的線性狀態(tài)；處理器內(nèi)核的能耗管理算法進(jìn)行了更新，可以讓Turbo Boost睿頻更高效，同時(shí)對(duì)內(nèi)存的能耗管理做到更精細(xì)化。此外，至強(qiáng)5600所集成的內(nèi)存控制器提供了對(duì)1.35v低電壓DDR3內(nèi)存的支持，而標(biāo)準(zhǔn)的DDR3電壓為1.5v。支持低電壓內(nèi)存的實(shí)際效果是在不犧牲性能的前提下可以降低20%的熱量。

除了不斷提供更高性能更低功耗的處理器給高性能計(jì)算用戶(hù)外，值得一提的是，英特爾早就提出了“Cluster Ready”計(jì)劃，對(duì)許多硬件廠商和軟件廠商的產(chǎn)品進(jìn)行兼容性認(rèn)證，讓用戶(hù)在搭建集群方面不用在選型方面費(fèi)心思。英特爾“Cluster Ready”可以幫助用戶(hù)在采購(gòu)和使用新平臺(tái)時(shí)更加簡(jiǎn)單——選購(gòu)經(jīng)過(guò)Intel Cluster Ready 認(rèn)證的應(yīng)用軟件和集群系統(tǒng)，可以確保硬件平臺(tái)和軟件應(yīng)用之間的互操作性，獲得性能提升和穩(wěn)定可靠的平臺(tái)。

至強(qiáng)E5為高性能而生

2012年3月，英特爾按照“鐘擺”理論，推出了全新的基于Sandy Bridge架構(gòu)的至強(qiáng)E5-2600 處理器。新架構(gòu)的采用使得至強(qiáng)E5仿佛是為高性能計(jì)算而生，它在眾多方面的特殊設(shè)計(jì)和優(yōu)異表現(xiàn)，使得很多用戶(hù)立刻將高性能計(jì)算平臺(tái)的選擇轉(zhuǎn)向了至強(qiáng)E5，這也使得其上市僅3個(gè)月就有45套系統(tǒng)沖進(jìn)了第39屆TOP500排行榜。

首先，至強(qiáng)E5具有8個(gè)核心，相比上一代的至強(qiáng)5600多出兩個(gè)內(nèi)核，具備20MB L3緩存，平均每核心2.5MB，這比上一代的每核心2MB要多25%，核心和緩存的增強(qiáng)對(duì)計(jì)算能力的提升明顯。因而至強(qiáng)E5在性能上比上一代的至強(qiáng)5600有80%的性能提升。

其次，至強(qiáng)E5在帶寬方面采用了環(huán)形鏈路總線，提升了帶寬降低了延遲。在QPI總線上，至強(qiáng)E5具備兩條最高8GT/s的QPI，相比至強(qiáng)5600家族每條鏈接帶寬增加了25%；在內(nèi)存支持上，至強(qiáng)E5具有四個(gè)內(nèi)存通道，內(nèi)存規(guī)格支持也提升到了DDR3-1600，而至強(qiáng)5600最高支持DDR3-1333。從這些規(guī)格來(lái)看，E5在數(shù)據(jù)帶寬上要明顯領(lǐng)先于至強(qiáng)5600，更加適合HPC苛求高帶寬的應(yīng)用。

第三，至強(qiáng)E5還引入了專(zhuān)門(mén)針對(duì)HPC應(yīng)用的AVX高級(jí)向量擴(kuò)展指令集，來(lái)加強(qiáng)浮點(diǎn)運(yùn)算性能。AVX技術(shù)是加大計(jì)算密度的起點(diǎn)，AVX指令集將現(xiàn)存的浮點(diǎn)向量指令從128位擴(kuò)展到256位，這種改進(jìn)可以讓每核每時(shí)鐘浮點(diǎn)運(yùn)算峰值翻倍。

此外，英特爾還在5月推出了至強(qiáng)E5-4600處理器，這是針對(duì)緊湊型4路服務(wù)器的新平臺(tái)。至強(qiáng)E5-4600能在單個(gè)系統(tǒng)中最多可提供32個(gè)內(nèi)核和48個(gè)DIMM，適用于諸如科學(xué)研究和金融服務(wù)等各種廣泛的技術(shù)計(jì)算應(yīng)用，適合做大規(guī)模集群的“胖”節(jié)點(diǎn)使用。

當(dāng)前，云計(jì)算正快馬加鞭地走進(jìn)人們的工作和生活，高性能計(jì)算也因此被賦予了新的使命。隨著應(yīng)用的日益豐富和海量數(shù)據(jù)處理需求的增加，高性能計(jì)算已經(jīng)從原有的科研、氣象、工程、開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域，逐漸向更為廣闊的商業(yè)計(jì)算和信息化服務(wù)擴(kuò)展。英特爾至強(qiáng)E5應(yīng)需而生，其獨(dú)特的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，已日漸被高性能計(jì)算用戶(hù)所認(rèn)可。相信，在下一屆全球TOP500中，一定會(huì)有更多的至強(qiáng)E5系統(tǒng)上榜。

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