處理器架構(gòu)伴隨著數(shù)據(jù)的發(fā)展而發(fā)展，目前，我們正處于由四大超級技術(shù)力量——無所不在的計(jì)算、無處不在的連接、人工智能和從云到邊緣的基礎(chǔ)設(shè)施，所引領(lǐng)的數(shù)據(jù)爆炸的時(shí)代，每一秒都會(huì)產(chǎn)生各種類型的數(shù)據(jù)，如標(biāo)量、張量、矢量、空間數(shù)據(jù)等等，要應(yīng)對這些爆發(fā)增長的大數(shù)據(jù)，未來數(shù)據(jù)中心該需要什么樣的處理器？

　　10月21日， 在珠海舉辦的2021 CCF全國高性能計(jì)算學(xué)術(shù)年會(huì)上，英特爾公司市場營銷集團(tuán)副總裁、中國區(qū)行業(yè)解決方案部總經(jīng)理梁雅莉分享了《用高性能計(jì)算加速技術(shù)領(lǐng)先》的主題報(bào)告。我們從她的分享以及其他發(fā)言人報(bào)告中可以管窺到未來E級數(shù)據(jù)時(shí)代處理器架構(gòu)的端倪。

　　英特爾公司市場營銷集團(tuán)副總裁、中國區(qū)行業(yè)解決方案部總經(jīng)理梁雅莉

　　梁雅莉表示：“如今萬物智能化越來越接近一個(gè)現(xiàn)實(shí)，這其實(shí)是一個(gè)巨大的改變，但也催生了人們對計(jì)算和需求呈指數(shù)級增長。技術(shù)對人類生活的方方面面越來越重要，而高性能計(jì)算范疇內(nèi)的E級計(jì)算能力，就是支持這個(gè)改變最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一?！?/p>

　　她指出，英特爾不僅是一家在軟件、芯片和平臺(tái)、封裝和制程技術(shù)上兼具深度和廣度的規(guī)?；圃旃荆彩且粋€(gè)領(lǐng)先的半導(dǎo)體工藝技術(shù)的開發(fā)者。它在創(chuàng)新上具有獨(dú)特優(yōu)勢，可以概括為推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的四個(gè)“超級技術(shù)力量”：

　　第一，就是無所不在的計(jì)算。在全球所有的領(lǐng)域當(dāng)中，計(jì)算變成了深入到各種設(shè)備、各種領(lǐng)域里的一個(gè)廣泛存在的關(guān)鍵因素。

　　第二，無處不在的連接。不管是手機(jī)，其實(shí)從藍(lán)牙到短距離的通訊，到長距離的窄帶，5G的寬帶，有線的傳播，到現(xiàn)在正在研發(fā)和考慮的低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程，各種城市都是為了讓實(shí)現(xiàn)所有的設(shè)備能夠無處不在，人與人的連接，人與設(shè)備的連接，設(shè)備與設(shè)備的連接，其實(shí)已經(jīng)在慢慢實(shí)現(xiàn)，這就是所謂的連接升級。

　　第三，從云到邊緣的基礎(chǔ)設(shè)施。能夠構(gòu)建無處不在的計(jì)算連接，重新將會(huì)定義整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　第四，人工智能。在外延式的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和結(jié)構(gòu)當(dāng)中，智能是最為突出的一個(gè)需求，雖然人工智能只是計(jì)算工作負(fù)載當(dāng)中的一種，那英特爾把它單獨(dú)提出來，實(shí)際上是因?yàn)橛⑻貭栒J(rèn)為人工智能將會(huì)重新定義整個(gè)計(jì)算架構(gòu)和整個(gè)計(jì)算流程。

　　同時(shí)，每一個(gè)超級力量都會(huì)有它自己的特質(zhì)，也會(huì)相得益彰，創(chuàng)造全新的可能性。所以將這四個(gè)點(diǎn)結(jié)合起來，可以預(yù)見到我們對未來數(shù)字化整個(gè)經(jīng)濟(jì)在不斷演進(jìn)的過程當(dāng)中，對底層、技術(shù)、架構(gòu)、演進(jìn)思考。從這四個(gè)點(diǎn)我們也可以看到，未來在數(shù)字化的經(jīng)濟(jì)當(dāng)中，它一定會(huì)遵循四個(gè)規(guī)律，第一連接升級，第二思考升級，第三體驗(yàn)升級，第四安全升級。

　　在活動(dòng)現(xiàn)場，英特爾通過播放視頻的形式，邀請了英特爾公司加速計(jì)算系統(tǒng)與顯卡集團(tuán)副總裁、高性能計(jì)算事業(yè)部總經(jīng)理Trish Damkroger分享了英特爾對高性能計(jì)算產(chǎn)品線，在現(xiàn)在和將來怎么樣響應(yīng)這些前所未有的挑戰(zhàn)。

　　英特爾公司加速計(jì)算系統(tǒng)與顯卡集團(tuán)副總裁、高性能計(jì)算事業(yè)部總經(jīng)理Trish Damkroger

　　她表示：“在過去幾年中，英特爾一直在至強(qiáng)？處理器路線圖中添加高性能計(jì)算的特有功能。 但要使英特爾成為高性能計(jì)算的領(lǐng)先者，需要轉(zhuǎn)向?qū)Ｗ⒂诟咝阅苡?jì)算的架構(gòu)和系統(tǒng)。”

　　英特爾于今年 4 月發(fā)布的最新第三代英特爾？至強(qiáng)？可擴(kuò)展處理器為用戶提供可靠的性能和高度的靈活性，并為人們的高性能計(jì)算系統(tǒng)帶來性能上的巨大飛躍。這要?dú)w功于處理器核心架構(gòu)的改進(jìn)，每個(gè)時(shí)鐘的指令數(shù)量增加了 20%，此外還增加了緩存大小。 英特爾還提供多達(dá) 40 個(gè)內(nèi)核和 8 個(gè)內(nèi)存通道，第三代至強(qiáng)？可擴(kuò)展處理器能提供高達(dá)6TB的系統(tǒng)內(nèi)存容量。至強(qiáng)？處理器仍然是數(shù)據(jù)中心唯一內(nèi)置人工智能加速的x86 處理器，內(nèi)置了靈活性功能。例如獨(dú)特的英特爾？ Speed Select 技術(shù)，基本上將三個(gè)CPU合而為一，因此人們可以使用單個(gè)處理器滿足更多樣化的需求。

　　Trish Damkroger還向我們介紹了英特爾的下一代處理器架構(gòu)——Sapphire Rapids，它將為數(shù)據(jù)中心的各種工作負(fù)載、使用模型和部署模型提供出色的開箱即用的性能和功能。在基本的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)上，Sapphire Rapids引入了一種新的性能核心微架構(gòu)，其IPC顯著改進(jìn)以實(shí)現(xiàn)出色的開箱即用性能和許多可大幅提高數(shù)據(jù)并行性能的新架構(gòu)功能。

　　Sapphire Rapids 的核心是新的模塊化SoC 架構(gòu)，它建立了下一代可擴(kuò)展性，同時(shí)保持了均衡 SoC 的強(qiáng)大屬性，盡管由多個(gè)芯片模塊組成，但在邏輯上仍然是單片的。Sapphire Rapids是第一款使用Silicon Bridge技術(shù)構(gòu)建的至強(qiáng)產(chǎn)品，該技術(shù)使英特爾能夠構(gòu)建之前無法實(shí)現(xiàn)的高度可擴(kuò)展和均衡的處理器。

　　梁雅莉同時(shí)談到，“科技已經(jīng)融入到每個(gè)人生活中，所以不同應(yīng)用場景對應(yīng)不同應(yīng)用，不同應(yīng)用對應(yīng)不同工作負(fù)載，不同工作負(fù)載一定會(huì)有效率最高的計(jì)算體系，未來一定是對應(yīng)XPU這樣的架構(gòu)。需要通用計(jì)算就用CPU，存在加速情景，就可以采用無論是FPGA，還是ASIC芯片或者我們未來要發(fā)布的PAC，不同應(yīng)用負(fù)載一定會(huì)有最適合它的、最有效率的體系?！?/p>

　　這也同時(shí)證明了為什么OneAPI如此重要？“因?yàn)槲覀儾幌Ｍ總€(gè)體系對應(yīng)不同的庫、編譯器及架構(gòu)。希望有一個(gè)框架能夠解決這些問題，讓我們可以聚焦在最應(yīng)該聚焦的問題上，所以O(shè)neAPI非常重要。”

　　近年來，隨著高性能計(jì)算逐漸走向更多行業(yè)的應(yīng)用當(dāng)中，其普及化、普適化問題也被業(yè)界所越來越多的關(guān)注。諸如在醫(yī)療領(lǐng)域，英特爾就在聯(lián)合一些行業(yè)合作伙伴做前沿的“無人區(qū)”探索。對于這種“跨界”般的嘗試，瑞金醫(yī)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心呂鋼介紹，我們一方面需要在生信方面有比較專業(yè)化技術(shù)知識和背景的人才，同時(shí)又需要對HPC系統(tǒng)架構(gòu)以及技術(shù)了解非常清晰，這樣的人才非常稀缺。我們和英特爾公司在整個(gè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，都進(jìn)行了深度合作。英特爾的技術(shù)實(shí)力和我們生信領(lǐng)域?qū)＜业膶I(yè)能力可以比較好地整合在一起，使我們這個(gè)平臺(tái)成為生信領(lǐng)域第一個(gè)能夠在存儲(chǔ)上有所突破的平臺(tái)。

　　展望HPC發(fā)展的未來，英特爾不僅將提供具備從通用計(jì)算到專用加速，再到獨(dú)特持久內(nèi)存和E級計(jì)算分布式存儲(chǔ)、高性能互連及創(chuàng)新安全等功能的全面產(chǎn)品組合。還將通過攜手更多生態(tài)合作伙伴，一起讓技術(shù)無縫協(xié)同工作，從而加速HPC的普及化、普適化，推動(dòng)HPC在更多行業(yè)綻放精彩。