TOP500：英特尔份额为何一再提升？

有时候，数字最能说明问题。在短短的半年时间里，采用英特尔处理器的超级计算机在TOP500中的比例由75.4%提升至79.8%——英特尔处理器在全球高性能计算市场发挥着无人替代的重要作用。

在最新发布的全球高性能计算TOP500排行榜中，采用英特尔处理器的超级计算机占了79.8%，这一历史最好成绩让英特尔再次表明英特尔在高性能计算市场的稳固地位。而英特尔刚刚发布3个月的至强5500处理器（代号为Nehalem-EP），就被33套超级计算机所采用，在TOP500中占据重要位置。

2008年11月份全球高性能计算TOP500处理器家族排名情况

 
2009年6月份全球高性能计算TOP500处理器家族排名情况。英特尔份额再次飙升

纵览近年来TOP500，英特尔处理器在全球高性能计算市场的地位快速而稳步地提升，证明了英特尔创新的制程技术、坚持应用为先、注重产业合作等重要战略的正确性。

HPC产业的基石

6月23日，在德国汉堡市发布的最新一期全球高性能计算TOP500名单显示，越来越多的高性能计算机正在采用英特尔处理器。英特尔处理器占据了将近8成的份额——可以说，英特尔已经成为全球高性能计算产业发展的重要基石。

这份全球高性能计算TOP500名单第33版显示，目前全球排名前500的高性能计算系统（包括前10名系统中的两套系统）中有399套采用了英特尔技术。

2000年6月-2009年6月TOP500排行榜中基于英特尔处理器的系统数量演变图。英特尔在全球高性能计算产业发展历程中扮演着越来越重要的角色

一定程度上，全球高性能计算TOP500排行榜可以看作为高性能计算产业发展的晴雨表。从这份行业最火热的计算机榜单可以看出，四核英特尔至强处理器在高性能领域表现突出，上榜的系统中已有340套采用了四核英特尔至强处理器，而其中的263套系统更是配备了英特尔采用创新型高-k金属栅极晶体管技术的前代四核45纳米英特尔至强5400系列处理器。

尤其值得一提的是，三个月前刚刚发布的英特尔至强5500系列处理器更是受到了高性能计算领域的追捧——33套高性能计算系统凭借该处理器在计算能力上的大幅度提升，迅速占领TOP500榜单上的重要位置。

 
全球高性能计算TOP500中各家厂商各个世代处理器排名情况。至强5500刚刚发布三个月，就迅速在排行榜上占据重要地位

基于英特尔技术的高性能计算平台正在从提高太空探索安全性到预测全球气候条件等诸多探索研究领域扮演重要角色。金融服务和医疗保健业等越来越多的“主流”行业也在借助基于英特尔的系统加快实现业务目标，提高测量结果的准确度，加快创新步伐并获得更多的竞争优势。

即便是对于超级计算机要求非常苛刻的石油行业，对于英特尔处理器也是青睐有加。

清晰战略让英特尔胜出

英特尔从2000年到2009年，从无到有，从逐渐接受到如今的撑起全球高性能计算大片天空，并非偶然，这与英特尔创新技术和战略是分不开的。

上面谈到石油行业，我们就以这个高性能计算的一个重要的应用市场为例来讲。石油行业对于高性能计算解决方案的要求大致有四个方面：具有强大的性能，特别是浮点计算性能、并行计算性能和内存子系统性能；拥有出色的能效表现和性价比；配备优秀的软件开发和调优工具；符合开放的标准，软硬件层面都有广泛的合作伙伴支持。

实际上，石油企业在系统选型时首先关注的就是前两项，因为它们是其勘探业务实现高效率和低成本的基础所在。针对这两项特性，目前市场上提供了很多选择，但最受欢迎的，还是基于英特尔处理器的解决方案。今年6月TOP500排行榜上那43套针对地球物理应用的上榜系统全部采用了英特尔处理器就是最佳例证。其中，运行地球物理应用的上榜系统中就有两套采用了英特尔最新的至强5500处理器。

英特尔至强5500处理器正在成为包括石油行业等高性能计算应用领域的新宠。

一个问题摆在我们面前：为何是英特尔？
 
从战略而言，英特尔一直非常重视服务器业务及高性能计算市场，并持续进行研发投入及市场开拓。英特尔副总裁兼服务器平台事业部总经理Kirk Skaugen表示，“高性能计算（HPC）领域已逐渐发展为英特尔服务器业务中增长最快的领域，英特尔将尽更大的努力以继续推动全球最高端高性能计算系统的发展。”

那么，为何英特尔至强5500处理器刚一上市就成宠儿？

英特尔方面表示，推动高性能计算的应用与普及是英特尔致力的目标。全新的英特尔至强5500 系列处理器进一步扩展了TOP500高性能计算系统所要求的世界顶级性能和能效表现。

我们也不妨来看看至强5500处理器的特性，其采用的全新的Nehalem架构实现了相当于至强5400系列处理器两倍的计算性能，而且通过引入全新的英特尔快速通道互联技术（Intel Quickpath Technology）及集成内存控制器，它的总体内存带宽在测试中也比上一台平台提高了4倍之多，这些指标加上它共享的大容量缓存设计，使它更加适用于内存带宽敏感型的应用。

例如在石油勘探的应用中，它就可明显改善油藏摸拟类应用的性能（提升达2.54倍，应用Eclipse算例），并使RTM/CRAM等对计算性能和内存带宽要求更高的算法成为实际可用的产品，从而推动石油勘探技术的应用进入一个全新时代。

英特尔至强5500系列处理器中采用的另外两项重要技术——英特尔智能加速技术（Intel Turbo Boost Technology）和英特尔超线程技术（Intel Hyper-Threading Techology）也对高性能计算领域的应用性能提升大有裨益，同样以石油勘探的应用为例，前者通过对处理器的超频，可为时钟频率敏感型的地震资料处理类应用提供额外的浮点性能，后者则能为线程设计良好的应用软件带来性能上的倍速提升。

上述这些性能闪光点，再加上由开放架构赋予的出众性价比、由45纳米制程技术和英特尔智能节能技术（Intel Intelligent Power Technology）实现的节能特性，使至强 5500系列处理器自然而然地成为了高性能计算用户的新宠。

“软”实力提供附加价值

在人们印象中，英特尔是一个十足的硬件公司。然而，英特尔在一直推动高性能计算的应用普及，除了提供作为高性能计算解决方案的核心和基础的创新处理器产品外，其提供的一系列高性能计算软件解决方案为客户提供了“附加价值”，这也是英特尔在高性能计算市场称雄的重要原因。

英特尔的高性能软件产品，是由一组完整的工具产品组成，包括高性能编译器，VTune可视化性能分析器，高性能函数库，多线程工具和应用于高性能计算的集群工具及工具包等等。这些软件产品能帮助用户调优高性能计算系统上运行的中间件和应用软件。

目前，英特尔这套软件产品已被成功应用于全球很多知名的软件公司、高性能计算中心及实验室内，并且发挥着越来越重要的作用。

为帮助客户了解和用好这套软件调优工具，英特尔还与部分客户一起对其高性能计算系统进行了调优工作，并借此总结了大量宝贵经验。例如在石油勘探领域的高性能计算应用调优中，英特尔就发现了一些重要规律，如客户在部署和优化性能的时候必须遵循从系统到应用再到微架构的顺序，在处理集群整机架构设计要根据地震资料应用特点进行，将应用之外的系统影响调试到最优状态，才能开始考虑应用本身的优化；又如客户在对应用程序本身进行优化的时候，不能急于进入模型算法以及代码级的调整，而是要先从程序的实现上从进程级到线程级提高并行性能等。

通过复制和分享这些经验，英特尔帮助很多石油企业优化了他们的高性能计算系统，让他们用最小的成本投入换得了应用性能的最大化提升。例如2008年6月TOP500榜单上名列中国第一的中石化胜利油田物探研究院用高性能计算系统，就是基于至强处理器构建，并使用英特尔软件调优工具针对LINPACK测试进行了优化。

最近，英特尔正式发布了支持Linux、Windows与Mac OS X的英特尔 编译器专业版11.1。这套工具集包括了近日发布的英特尔 Parallel Studio、对英特尔 高级矢量扩展（AVX）的产品支持，以及与Microsoft Visual Studio、Eclipse及Xcode的集成更新。

此外，与上一个版本相比，该款工具及还融合了英特尔 Fortran和C++编译器、英特尔 数学核心函数库以及英特尔 IPP（Integrated Performance Primitives）高效多媒体函数库的增强特性。英特尔 集群工具套件包括更新的英特尔 MPI 函数库。