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以文本方式查看主題 -  熊蓋站 (http://localhost/phpwind//index.php) --  硬體資訊 (http://localhost/phpwind//thread.php?fid=20&page=) --  【資訊】Xeon Phi前路如何，探秘TACC的Stampede計算機 (http://localhost/phpwind//read.php?fid=20&tid=36116)

--  作者：andy6989 --  發佈時間：2012 11 15 7:21 AM --  【資訊】Xeon Phi前路如何，探秘TACC的Stampede計算機 Intel的Xeon Phi前兩天在SC 12會議上正式發佈了，商品化的產品主要是60核心的5110P和57核心（預測)的3100系列，前者將在明年1月份出貨，後者還要等到明年年中。 　　其實在這兩款產品之前，Intel的Xeon Phi產品中就已有SE10P和SE10X兩款，而且這兩款產品目前已經用在了TACC德克薩斯高級計算中的Stampede超級計算機上，因為它們還是測試樣品，所以Intel給出的價格極具誘惑力，每塊只有400美元，當然實際產品售價在2000美元以上。 Anandtech網站又對TACC所用的Xeon Phi做了一番解析，來瞭解一下Xeon Phi到底有什麼秘密吧。 　　Xeon Phi品牌其實早在6月份就宣佈過了，不過直到現在才有詳細的信息。從核心圖上看，它的MIC內核總計有50億個晶體管，甚至比安騰9500系列還多，幸好有了22nm 3D晶體管，不然製造這樣大規模的芯片可不容易。 　　每個核心最多有62個內核，512位SIMD陣列，每個核心都是一個X86架構的順序指令體系的微內核，來源於原始的Pentium，看起來跟Atom有些相似。 　　雖然是順序指令體系，不過每個內核可以執行4個同步線程，而Nehalem之後的Intel處理器大都也支持SMT多線程，不過他們支持多線程只是為了更好地利用執行資源。 　　在Xeon Phi中，4線程更可能是一種隱藏（hide）內存延遲的方法，最好的情況下並行處理也只有2條線程而已。 　　每個內核都是一個64位X86核心，不過只有2%的邏輯電路（包括L2緩存在內）是用於X86的，Xeon Phi的SIMD不支持MMX、SSE及AVX指令，它有自己的矢量格式。 　　所有內核都是通過一個雙向環形總線連接的，類似於Intel在Xeon E7及SNB-EP處理器中用過的那樣。 　　Xeon Phi有8條內存通道，位寬512-bit，支持8GB GDDR5內存，並整合了PCI-E控制器。 Xeon Phi卡規格 　　Xeon Phi使用PCI-E接口，看起來像是一塊顯卡，不過該架構最早就是面向GPU應用的，所以以顯卡的形式出現也沒什麼意外的。而且跟其他加速卡一樣，Xeon Phi也沒有顯示輸出接口，它純粹就是一個計算卡。 　　Xeon Phi運行的是開源的、經過修改的Linux系統，每個Xeon Phi卡都有自己的IP地址，但是它不能獨立運行，還需要搭配CPU使用，也就是說正常版的Xeon依然是作為主處理器，Xeon Phi的作用跟AMD/NVIDIA的GPU加速卡類似，不能獨立使用。 　　下面是Intel的Xeon Phi卡的規格。 　　TACC的Stampede超級計算機使用的Xeon Phi是特定的版本，有61個內核，頻率也略微提高到1.1GHz。正常商用的的5110P是60個內核，頻率也低了50MHz，實際頻率為1.053GHz，同樣搭配8GB GDDR5 ECC內存。5110P名稱中的P後綴意味著它是被動散熱的，主要依賴主機的散熱系統。 　　另外，5110P 2699美元的價格不算便宜，不過相比NVIDIA Tesla K20的3199美元報價還算適當，其主要優勢在於超高的帶寬，51bit內存位寬、5GHz頻率下總帶寬達到320GB/s，高於K20及K20X。 　　明年年中才會發佈的3110系列售價低於2000美元，搭配6GB GDDR5內存，5GHz頻率，位寬也縮減到384bit，不過核心頻率可能會略有提高，可提供超過1TFLOPS的雙精度浮點性能。 　　另外，Xeon Phi的PCI-E雖然是2.0標準，但是頻率為7GHz，要高於PCI-E 2.0正常的5GHz，因為Intel發現升級到PCI-E 3.0標準會導致代價過高，所以才有這個折衷方案。 TACC中心的Stampede計算機 　　位於TACC中心的Stampede計算機是世界上第一款使用Xeon Phi架構的超級計算機，它由6400個戴爾PowerEdge C8220X及C8220服務器機櫃組成，每個服務器包含2個8核Xeon E5處理器，32GB內存以及一塊Xeon Phi加速卡。 　　每間房子裡有並排放置的2個C8000 4U機櫃，每個機櫃內有8個PowerEdge服務器。 　　這些服務器通過FDR無限連接技術連接成為一個超級計算機。 　　先期組建的Xeon E5部分可以通過2PteaFlips（千萬億次）的能力，使用Xeon Phi之後還可以提供額外的8PetaFlops計算能力。 　　不過Xeon Phi還不能完全取代GPU，因為它沒有紋理單元，所以這台計算機的遠程虛擬化功能是由128個NVIDIA Tesla K20加速卡完成的。 　　Stampede的其他部分還有272TB容量的內存，14PB的存儲容量。整個計算機及冷卻系統總計需要600萬瓦的電力供應。 Xeon Phi的編程特性　 　　Xeon Phi的一大吸引力就是它可以直接運行為Xeon編寫的多線程代碼。為了更好地發揮Xeon Phi的性能，開發者可以使用Intel C或者Fortan的編譯器來運行代碼。這樣一來，Intel宣稱在Xeon Phi上運行典型的應用性能都可以提高2-2.5倍，部分應用提升幅度還會更多。 　　不過Xeon Phi也不是沒有問題，相比較而言，目前廉價的四核解決方案更有效率。在Intel E5架構之前，AMD憑借廉價的四核處理器在HPC市場已經獲得不小的成功。對比這樣的廉價四核解決方案與Intel主推的CPU+Xeon Phi方案的每瓦性能、每美元性能就會很有趣了。 　　重點是Xeon Phi編程花費的時間要比NVIDIA的Tesla K20要少得多，雖然後者的CUDA環境已經日趨成熟，不過還是能聽到不少廠商抱怨CUDA下的debug太麻煩。而對Intel來說，良好的編譯器支持、通用的高性能軟件是Xeon Phi的一大優勢。 　　總之，Xeon Phi更具彈性，因為它本質上還是一個通用的Xeon內核，而GPU加速方案主要用於極限的並行環境，因為後者通常都有數百個流處理器。 　　目前還不能對Xeon Phi作出最終判斷，因為Anandtech目前還沒有拿到實卡測試，他們對Xeon Phi的第一印象就是它可以做為一個低成本、易使用的HPC解決方案。

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