英特尔如何利用Ice Lake书写高性能计算的飞跃神话

2021年04月21日 17:26 次阅读 稿源:英特尔新闻稿 条评论

根据Hyperion Research预测,在2020年3月COVID-19大流行基本上让世界停下脚步之前,全球高性能计算服务器市场预计将从2019年的137亿美元增长到2020年的145亿美元。从那以后,情况当然发生了变化,Hyperion在2020年11月的最新预测中称,2020年全球HPC服务器收入将达到119亿美元,比之前的预测下降了17.9%,主要原因是大流行导致全球业务萎缩。

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然而随着疫情逐步得到控制,全球经济逐渐回暖,高性能计算市场的增长也将逐步攀升。Hyperion Research判断增长主要来自两个原因:全球为了对抗COVID-19对HPC的新需求(药物研发领域);来自云端的HPC市场需求比原来预计的增长更加迅速。

作为全球最早有效控制住疫情的国家,中国也是2020年全球主要经济体中唯一GDP正增长的国家。随着国内高新技术企业在研发人员和资金上的投入不断增长,不难看出国内的高性能计算市场增长速度预计将高于全球平均水平。

另一方面,从半导体行业来看,竞争的号角早已吹响。就在AMD发布霄龙Milan仅仅三周之后,英特尔Ice Lake的横空出世使得第三代至强得以与第三代霄龙进行巅峰对决。英特尔称,Ice Lake-SP平台每个处理器最多包含40个“Sunny Cove”核心,其中内置加速功能和新指令,可显著提高人工智能、高性能计算、网络和云工作负载的性能。

除了把核心数从上一代Cascade Lake的28个增加到40个以外,Ice Lake还提供每插槽8个DDR4-3200内存通道,每个插槽最多64个第四代PCIe通道,而上一代产品只提供6个DDR4-2933通道、每个插槽最多支持48个第三代PCI通道。

英特尔透露,凭借这些增强功能以及用于计算加速的 AVX-512 和用于人工智能加速的深度学习加速,Ice Lake 与上一代相比使数据中心负载性能平均提高了46%,高性能计算的平均性能则提高了 53%。在早期进行的内部基准测试*中,英特尔Ice Lake处理器在运行主要高性能计算、人工智能和云应用时的性能也超过了近期发布的代号为Milan的AMD第三代霄龙处理器。

在接受采访时,英特尔副总裁兼高性能计算部总经理Trish Damkroger强调了英特尔针对Sunny Cove核心以及高性能计算平台所做的改进。她说:“对于内存受限的工作负载来说,拥有8个内存通道十分关键,再加上40个核心和AVX-512指令,Ice Lake可以在计算密集型工作负载下提供出色的性能。” Damkroger进一步强调了英特尔Speed Select Technology(SST),该技术能够精细控制处理器频率、核心数和功耗。在Ice Lake中,它能够让核心数和功率的动态调整变得更加灵活。

Damkroger指出,(第三代英特尔至强可扩展处理器Ice Lake)在蒙特卡罗算法模拟上的速度比上一代提高了70%,与竞争对手产品(即AMD的7纳米Milan CPU)相比高出50%,这要归功于Ice Lake的L1和L2缓存尺寸,八个速度更快的内存通道以及AVX-512指令。

Intersect360 Research首席研究官Dan Olds表示:“英特尔相对于AMD的定位肯定比以前更好。在今天发布之前,选择AMD几乎是板上钉钉,而现在,这种情况不复存在。从英特尔对比前一代产品的基准测试来看,WRF高出近60%,蒙特卡洛算法高出70%,Linpack高出38%,HPCG高出41%——HPCG是稳定性测试,对于客户而言意义重大。”

下图展示了在双插槽配置下,顶级Ice Lake处理器(40核)与顶级AMD霄龙Milan处理器(64核)在高性能计算、云计算和人工智能性能上的比较。根据英特尔的测试,Ice Lake在运行Linpack时的性能比Milan高18%,在运行NAMD时高27%,在运行蒙特卡洛算法时高50%。

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自从2017年AMD携霄龙重新打入数据中心领域以来,英特尔仍牢牢把持着约90%的服务器市场份额。Hyperion Research高级顾问Steve Conway告诉HPCwire:“毋庸置疑,英特尔x86能够轻松主导全球高性能计算市场上的处理器类型。”这家市场调查公司的研究表明,英特尔x86可能会在其预测期内一直保持主导地位。

Supermicro公司负责现场应用工程的高级副总裁Vik Malyala告诉HPCwire,他们的客户渴望充分利用Ice Lake中的第四代PCIe和更高的核心密度。他说:“对于我们的客户来说,长期以来一直针对英特尔架构对许多工作负载进行优化。这就是为什么我们的许多客户愿意等待,而不是转而采用其他产品。

在近日举行的预沟通会上,英特尔透露,去年第四季度开始的Ice Lake产能攀升进展顺利。公司在2021年第一季度已经出货了超过20万颗,在所有细分市场都得到了广泛采用,50个OEM和ODM合作伙伴已经推出了250多个相关设计,并且已经公布了20多个高性能计算客户。迄今为止已经收到相关产品的高性能计算客户包括德国的LRZ和Max Planck、意大利的Cineca、韩国气象局、以及日本的国家高级产业科学技术研究院(AIST)、东京大学和大阪大学。

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