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围绕应用创新 六大HPC精品导购

  【IT168 专稿】在以前我们的几篇报道中,我们分别就目前HPC产业的整体发展,HPC面临的主要问题以及这些问题背后所透露的原因症结做了反思和梳理。通过这些分析我们发现IT巨头英特尔在推动高性能计算上有着值得称道的表现,其SSG部门为用户排忧解难还是最新的至强5500处理器给HPC带来优异的计算性能都证实着TOP 500排名所证不虚——500台超级计算机中有402台选择了英特尔至强系列处理器。

  那么,为何这么多超级计算机会采用英特尔至强系列处理器呢?面向高性能计算的服务器又应该符合哪些标准?让我们先从高性能计算的主要特点和应用进行简单的分析:

  高性能计算环境中的应用需求分析

  首先因为是要面对计算密集型的HPC应用,因此其对各节点处理器的计算性能、以及整体节点的计算密度要求很高——所以一般高性能计算机都是以刀片服务器为节点组成的大规模集群。这就又带来了网络互联方面的问题,也就是各机柜之间、各计算节点、乃至各个CPU之间的I/O带宽需要足够大。此外,由于集群部署的整体稳定性要求(其可靠性要求介乎商业应用和互联网应用之间),高性能计算机各节点的散热、整体布局以及应用类似Loadmanager等集群部署工具实现高密度部署。

  此外,比较重要的一点是计算节点的功耗问题,在当前经济环境下,很多对高性能计算有业务需求的用户都希望能缩减这方面的投入,而机房的硬性电费成本却很难压缩。因此,考虑到高性能计算对于性能的高要求(包括I/O瓶颈、计算性能、稳定性等)和功耗的节约需求,我们认为基于至强5500处理器的服务器是面向高性能计算的不二之选。原因如下:

  英特尔至强5500处理器对高性能计算的价值

  英特尔今年3月底最新推出的至强5500处理器,就通过导入最新Nehalem微架构,融入内置多通道内存控制器、睿频加速、超线程、串行高速QPI总线、45纳米制造工艺、智能节能等领先技术,成功达到了这一目标——与上一代至强5400处理器相比,它不但在功耗基本持平的情况下获得了最高达2倍以上的性能提升,而且它的性能输出和电能消耗状态还可以智能地根据应用负载的变化即时在十多级“档位”上切换,或是在运行那些不支持多线程、需要依靠时钟频率提升来提高运行效率的软件时智能地关闭部分内核,将它们消耗的电能转给还在工作的内核,从而在不超出总散热设计功耗(TDP)的情况下提升它们的时钟频率。而这些特性都意味着它可以大大提升HPC系统的性能、计算密度和能效,并能随时随地根据应用负载的变化来节省用电。


这张图显示的是Top500超级计算机中处理器类型的分布情况,在占绝大多数份额的英特尔处理器中,大部分仍然是上一代产品(E54xx系列),但是采用了Nehalem架构的X55xx与E55xx系列也已被多数系统采用(95套系统)

  在今年11月最新发布的2009下半年TOP500榜单中,采用了至强5500处理器的超级计算机达到了95套之多,相比6月份的33套,快速增长62套,而英特尔处理器也凭此一举以402套超级计算机的整体份额排行老大(80.4%)。从国内来看,10月底发布的中国HPC TOP100榜单上业内知名的“天河一号”,也采用了这款处理器,而国内排名前十的高性能计算机中有7款采用了至强5500处理器(包括天河一号在内)。不得不说,至强5500除了平衡的设计(计算密集型和内存密集型通吃),其睿频、功耗控制等方面的特性也吸引了现今绝大多数高性能计算的部署者。

  由于高性能计算强调高密度与高可靠性,因此在单位面积内尽可能的提升计算密度和保证稳定性就是采购者所面临的问题,通常大家都会将目光投向刀片服务器和1U机架服务器,下面我们主要就目前市场上主打高性能计算的几款产品做个分析。

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