从清华大学高性能计算中心看新一代至强处理器的应用

至强7500与HPC胖节点

记者：我想问一下，咱们以前的计算中心里面有没有用过胖节点的？

陈教授：其实我刚才没讲，我们有一个64个CPU的SGI的机器，Altix 3700，我们也是在两三年以前买的，主要是教学用。因为当时也看到未来多核是个趋势，一个节点里面也会出现几十个核，但怎么教学生针对这种情况编程是个问题，因此就买了一个大的胖节点来做，但是现在上面的应用不是很多，原因是那个机器还是比较慢，所以现在真正在上面跑的应用太多。目前学校里面需要胖结点的比较重要的应用还是计算环境污染的程序，它只有OpenMP而没有MPI的版本。所以在新的系统里面，这种应用也需要很大的、很快的胖节点来运行。

SGI的Altix 3700，想当年也是HPC领域一代“名器”

记者：那您刚才举的气候、环境、化学和物理生物等五个应用，您能详细介绍这五类应用对HPC系统都有什么需求么？比如说哪些CPU密集型的，哪些是内存密集型的？

陈教授：大部分都是CPU比较密集的程序，像生物这个程序他有一个特点，如果向量化做得好是很有好处的，所以我们进一步考虑可能用GPU来做一些工作。像气侯的程序他是一个稀疏矩阵计算，稀疏矩阵这个运算现在我们也想了很多办法来提高，我们不光是测试这个程序，其实我们也在进一步优化这个程序，目前还没有取得很好的成果，稀疏矩阵缓存压力很大，7500系列和5600系列它们在缓存方面比上一代有很明显的改进，所以这方面也能够看到它的性能有很好的提高。

相较于上一代的至强7400，至强7500在规格上有了质的飞跃

记者：像7500您感觉最深的是这五类应用里面在它上面跑得更好，进步非常明显或者成绩很突出？

陈教授：我觉得就是我说的环境方面的程序，是哈佛大学开发的一个环境污染计算的程序，叫GEOS-CHEM就是地理化学。污染其实是一个化学反应，它是以天气预报的风、空气流动、温度变化这些东西为输入。把污染物的东西放进去，看污染物整个的过程。这个程序的特点是说，它没有MPI的版本，只有Open MP版本。所以过去我们在Nehalem的系统上也做过，像Nehalem其实它的加速比还是不错的，但是问题是过去一个盒子里只有8个内核，两路四核。现在在采用新的7500系列的服务器上面可以有32个核，虽然可以看到这个程序在32核左右的加速比会放缓，但是性能依然可以得到明显提升，这在过去的系统中是比较困难的。

记者：以现在HPC的应用来说，本身它从内存的支持可以说表现已经很好了，但是总有一些应用它不适合拓展很多机器上面。清华现在基本上在这套机器上跑的应用已经确定了，你有没有大概其确定一下比如说我应该用多少胖节点，用多少个普通的节点呢？

陈教授：我们的普通的节点应该是900个左右，这基本上是确定的，胖节点我想不会很多。具体的数字我们要根据预算的情况来定。

记者：这主要是受限于预算？

陈教授：对，受限于预算，同时也受限于应用。我们现在大部分的高性能计算应用仍然还是用以前的MPI比较好，MPI上跑的很好就可以在5600的机器上跑的很好。就像我刚才说的GEOS-CHEM它没有MPI版本，只有OpenMP版本的，只能依赖于这种胖节点来继续提高，我们选择了5个应用，其中有一个是这种类型的，其他的应用里面也有，但是，我们可能还会有一些未来的挖掘出来的重要应用，也许是这个类型的，但是现在还不清楚。总体上预算有限，可能不会有太多的配置7500系列的胖节点，但是一定会有一部分。

记者：7500的胖节点基本也是4路的吧？不会是8路吧。

陈教授：我觉得不会是8路。8路的首先我们没有测过，实际上现在缓存仍然是一个问题，不知道8路以后的效果怎么样，还很难讲。

记者：你们这回100T这个计算中心，尤其我们也知道，像一些7500胖节点他们宣传亮点就是用固态盘，像我们这次100T的话，会考虑用固态盘做一些节点的控制吗？

陈教授：其实这还是一个成本问题，其实曾经有一个投标的厂商提出这样的方案，使用固态盘存放操作系统是很好的，目前我们没有做过多的要求。厂商能否提供给我们，也是成本的问题。

记者：我不知道你们试用过固态盘吗在这五个应用上面？

陈教授：没有，是这样的，这几个应用目前取得都不是I/O密集的东西，I/O密集的东西做基准测试要有特殊的方法，目前我们还没有把它做得很好。

IBM System x3850X5服务器上所采用的eXFlash就是一个很有代表性的SSD设计

固态盘个人认为在短期内想全面代替存储，从成本上不可能，另外从它本身的特性来讲写入速度有限，我觉得可能还是用在少数的系统。固态盘有一个好处，不费电。硬盘还要在那转，固态盘不费电，这方面从研究的角度大家在做一些事情。我用固态盘代替硬盘，我们的操作系统应该怎么样去做优化。这方面进入产业我觉得需要两个方面解决：一个是固态盘本身性价比提高。另外就是他的寿命要延长。这两个同时满足的情况下，我觉得才可以成为代替现有的硬盘。