HPC的百亿亿次征程

近日，最新的超级计算机（HPC）TOP500强榜单公布，来自日本的超级计算机“京”（HPC K），凭借8千万亿次/秒(Petaflop/s) 的运算能力荣登榜首，上一届HPC TOP500冠军中国“天河一号A”则退居次席。

除了“HPC K”,本届HPC TOP500的另一个冠军则是英特尔。据统计，77.4%的上榜系统采用的是英特尔架构处理器，其中，采用英特尔至强5600系列处理器的超级计算机从去年的56台猛增到169台。事实上，从处理器角度来看，英特尔已经连续数届在HPC TOP500中保持着大幅度的领先位置，比起快速更迭的HPC TOP500冠军，真可谓“流水的冠军，铁打的英特尔”。

但是英特尔的目标不仅于此。英特尔公司副总裁兼数据中心事业部总经理施浩德（Kirk Skaugen）表示，通过与合作伙伴的协作，英特尔希望在2020年左右交付完整的技术解决方案，以实现超级计算机每秒百亿亿次（Exaflop/s）浮点计算的性能。

“超级计算机要想实现百亿亿次的跨越，绝不仅仅是硬件的简单堆叠。如果只靠硬件的堆叠，首先能耗这关就过不了。例如，今天中国最快的超级计算机“天河一号A”如果要实现每秒百亿亿次浮点计算性能，就需要消耗1.6GW的电能，这相当于200万个普通家庭的用电量。因此，只有从硬件架构到编程模型到能耗等各个方面都进行了创新，才有可能达到。”英特尔公司服务器平台产品经理张振宇说。

为迎接这一挑战，英特尔和欧洲的研究者们成立了三个欧洲实验室，旨在实现三项主要目标：一是在欧洲建立持久的合作伙伴关系；二是充分利用欧洲高性能计算研究的相关成果；三是实现计算科学、工程设计与战略计算等能力的指数级增长。

从具体产品层面，正在研发中的英特尔集成众核（MIC）架构处理器则有望引领行业进入百亿亿次计算时代。相比多核的英特尔至强处理器，MIC架构处理器将具有更小的内核和硬件线程，以及更宽的矢量单元，特别适合高度并行的超算应用。并且，MIC众核产品全部基于IA编程架构，这意味着用户可以快速将其现有的、运行在英特尔至强处理器平台上的高性能计算应用，迁移到基于MIC众核架构的产品上来，从而免除重新编程之苦。

据悉，首款22纳米的英特尔MIC架构产品（代号为“Knights Corner”）将于2012年推出，并采用了英特尔创新的3-D三栅极晶体管技术，其核心数将达到50个以上。目前，英特尔正在向指定的开发合作伙伴发售代号为“Knights Ferry”的MIC软件开发平台。