至强5500：高性能计算的新基石

至强5500：高性能计算的新基石

时间：2009-06-09 15:03:28 作者：IT168

3月底，英特尔发布了至强5500系列处理器，这款“自1996年奔腾Pro以来最重要的服务器芯片”几乎一夜间引发了服务器产业的技术升级，从IBM、惠普等国际大厂到区域性的小型系统厂商，大家都不约而同地推出了基于这一平台的全新服务器产品。

尤其值得关注的是，各厂商都把高性能计算作为至强5500服务器最重要的目标市场之一。其实，早在至强5500刚发布时，英特尔高级副总裁兼数字企业事业部总经理帕特基.辛格先生就说过，高性能计算将是至强5500最先得到采用的领域。同时预计至强5500在2009年会安装在多个每秒千万亿次超级计算机上，包括美国宇航局（NASA）的Pleiades（昴星团）超级计算机和加拿大多伦多大学的Scinet计算机，后者是欧洲粒子物理研究所大型强子对撞机项目的一部分。

究其原因，是因为从技术特性上看，至强5500处理器对于内存带宽敏感型的高性能计算类应用性能提升最为明显，尤其是至强X5570、X5560 和 X5550更是如此。基于至强5500的双路服务器不仅拥有8个内核，最多支持16条线程和高达144GB的内存，而且，更重要的是在整体平台带宽方面获得了巨大的飞跃，包括由于英特尔快速通道互联技术(Intel QuickPath Technology)所带来的高达6.4GT/s的速度，以及可支持DDR 1333 MHz内存的三通道集成内存控制器，使得其内存带宽是前代平台的三倍多。“更强的性能，更高的I/O带宽以及更大的内存容量”在一定程度上打破了传统高性能计算机面临的I/O墙、内存墙等瓶颈，从而能够帮忙研究人员、工程师和开发人员实现事半功倍的效果。

业内一系列的测试与试用也表明，至强5500正在高性能计算市场掀起一股全所未有的新风。

曙光是国内最重要的高性能计算机厂商之一。据该公司副总裁聂华介绍，曙光会特别针对以浮点计算为主的工程计算领域重点推广基于至强5500的HPC产品。曙光内部的测试表明，至强5500与上一代平台相比，在整体浮点计算性能上可以提升80%以上，聂华认为，“这个性能提升幅度对于服务器产业为说是非常不容易的事情，会给用户带来非常高速的性能体验。”他还谈到，由于至强5500采用的是直接访问内存的模式，区别于传统的通过北桥芯片来访问内存，所以这种新的内存读取方式对于应用程序有不一样的要求，需要我们对应用程序进行一定的优化，从而更好地发挥硬件的性能。

IBM同样把至强5500引到了整条服务器产品线上，这款芯片应用于IBM的Cluster 1350产品系列中，将对高性能计算领域带来重要影响，另外，至强5500也用到了新版本的BladeCenter HS22刀片服务器、机架服务器和iDataPlex上。

据IBM介绍，当前加拿大多伦多大学的SciNet Consortium正在基于至强5500的iDataPlex服务器，与IBM的POWER6架构一起构建每秒钟能够执行360万亿次计算的系统，这一做法证明了iDataPlex dx360 M2超强的运算能力。该超级计算机采用创新的混合设计，包含两个可以共同或者独立运行的系统，它们联接到容量高达5 petabyte的复杂存储系统。由于该混合系统采用了IBM高效的iDataPlex系统和 POWER6架构，所以具有极高的灵活性，能够以极高的性能水平运行多种软件。

刚刚被Rackable收购的高性能计算老牌厂商SGI也把至强5500用到了其Altix ICE系列集群超级计算机上。SGI的测试结果表明系统性能在全面的高性能计算应用方面、而不只是基准测试内核方面得到了大幅提升。Fluent、VASP模型和WRF气象模型方面的结果都大有改善。比如，Fluent一个卡车车身外部流体1400万单元的模型，在Altix ICE8200EX上，64个核的英特尔至强5500系列2.93Ghz上测试，结果是AMD 2.7Ghz的1.59倍，是64核至强3.0Ghz，X5472的1.73倍, 扩展性接近线性。

SGI还把基于至强5500的ICE系统的早期评估版交到了客户手里。美国能源部橡树岭国家实验室的未来技术小组负责人Jeffrey Vetter在声明中说：“我们对至强5500所做的早期评估表明，我们许多重要的应用都了出现性能上的大幅提升。若能充分发挥以英特尔至强5500处理器作为动力的SGI Altix ICE系统具有的强大功能，我们预计有望缩短获得成果的时间，这反过来让我们的用户有了更大的灵活性，可以寻求解决复杂‘海量数据’问题的方案。”

另一家老牌HPC厂商Cray公司正在和英特尔合作开发下一代超级计算机，同时在其桌面端超级计算机CX1系列中也开始采用至强5500处理器。Cray公司生产力解决方案事业部和营销高级副总裁Ian Miller认为，新芯片和CX1的组合有助于“把高性能计算进一步推向主流”。

Penguin Computing公司为其Relion 1700和2700系列系统添加了至强5500。据首席执行官Charles Wuischpard声称，公司还设法把抢先体验的至强5500系统送到了客户手里。Thomas Jefferson实验室的代理CIO兼高性能计算部门主管Chip Watson在声明中这样评述新设备：“我们一直在新的Penguin Relion 1702系统上运行粒子物理模拟。取得的结果非常鼓舞人心，因为我们能够让处理器执行内存带宽受限的代码的性能提升两倍多。”

在Sun公司的新一代可扩展Constellation高性能计算系统中，新的节点Sun Blade X6275服务器模块同样采用了英特尔至强5500系列处理器。通过将X6275与新的Sun Blade 6048 4倍速InfiniBand 网络模块、Sun Blade 6048机架、Sun Cooling Door系统、Lustre文件系统以及Sun的开放存储产品线整合到一起，Sun正在过硬的高性能计算设计中将集成推进到一个新的水平，并实现了领先的可扩展性、灵活性和计算密度。

另外，Sun的Solaris操作系统从设计上也确保了海量内存和多核/多处理器/多线程系统的优势的发挥，并使英特尔至强5500处理器在业界的领先性能彰显无遗。

在国内，基于至强5500的高性能计算系统已经引起了石油化工、高校科研、气象等HPC用户的关注。

据江苏省高性能计算学会会长、南京大学周会群教授介绍，目前，南京大学正在选用至强5500来构建一台运算能力可以达到每秒35万亿次浮点计算的高性能计算集群，这将是中国大学里规模最大的一套系统。该集群将由402个双路四核计算节点组成，由高速网络进行连接，同时拥有50TB的并行文件系统和100TB的存储容量。为此，南京大学很早就和英特尔进行合作，对至强5500处理器进行了一系列的测试，比如VASP和Espresso是两个用来模拟物质在高温高压状况下物理性质变化的软件，测试发现，VASP在至强5500平台上可以获得97%性能的提升，而使用Espresso也可以获得至少51%的性能提升。

来自中国石化石油勘探开发研究院南京石油物探研究所高级工程师赵改善教授则在接受采访时表示，“基于英特尔至强5500 系列处理器的服务器系统正在改变我们石油天然气行业处理问题的方式。至强5500帮助我们提高了处理地球物理问题的复杂程度和大小，还能在更短的时间内获得更高的计算精确度。