高性能计算: 巴塞罗那 弄潮高性能计算领域

  AMD在今年9月10日高调发布了颗代号为“巴塞罗那” 4核皓龙CPUCPU经发布立刻引起服务器业内各大公司积极响应网友评论中曾经有过AMD这颗 4核皓龙CPU将会刷新高性能计算领域排名数据论调从某种意义上来说高性能计算无疑是考验它性能最佳领域

  高性能计算作为个国家科研水平标志的历来都受到各国政府、教育以及科研人员关注目前美国在这领域是毫无争议世界第根据top500.org在2007年6月公布最新数据2005年由IBM建造BlueGene/L(蓝色基因)以360 Teraflops峰值处理能力排名世界第由Cray公司建造Jaguar (美洲虎)和Red Storm(红色风暴)分别以119 Teraflops和124.42 Teraflops(峰值)成绩分列第 2和第 3值得后两者都基于AMD双核皓龙处理器

  AMD双核皓龙处理器表现不俗使我们更加期待早日看到“巴塞罗那”征战高性能计算领域展现它更加强大性能甚至夺得高性能计算领域霸主地位

  高性能计算领域*后来者居上

  高性能计算领域向来是专用体系结构和处理器专属——不管是当年大型机还是后来日本地球模拟器和现在Blue Gene/L都是如此而现在“专用体系+专用处理器”称雄历史将被“通用处理器+集群”模式逐渐取代最新HPC TOP500强中基于工业标准服务器构建LINUX集群已经成为主流在体系架构方面集群占到了74.6%

  随着AMD高调发布其代号为“巴塞罗那” 4核皓龙处理器采用巴塞罗那冲击高性能计算新纪录计划也纷纷登场首先是Sun宣布将采用16000颗AMD巴塞罗那处理器来建造代号为“巡逻兵”超级计算机为得克萨斯高级计算中心(Texas Advanced Computing Center)提供高达500Teraflop峰值计算能力从目前TOP500榜单来看旦建成它将成为新代高性能计算霸主接着Appro又宣布赢得了国家核安全委员会(NNSA)旗下 3大国家实验室大单通过TLCC计划采用12096颗巴塞罗那处理器为Lawrence Livermore、Los Alamos和Sandia 3大国家实验室搭建计算性能高达438 teraFLOP/sLinux高性能计算集群将仅次于“巡逻兵”的后成为高性能计算亚军

  巴塞罗那相比的以往AMD处理器产品表现出后来者居上领袖姿态俨然是AMD阵线中最高那面大旗它除了性能上显著提升还得到世界各界广泛认可

  事实上发布刚个多月巴塞罗那就给高性能计算格局带来了诸多变数在美国西北太平洋国家实验室PNNL将采用5000颗巴塞罗那替代以前处理器系统在国内曙光也基于AMD巴塞罗那赢得了北京航空航天大学高性能计算机群和苏州气象局高性能计算系统等项目计算峰值分别高达每秒3.9万亿次和2.56万亿次

  “巴塞罗那”血统

  AMD工程师在皓龙系列CPU设计中就借鉴了RISC架构优势加上特有直连架构、集成内存控制器等设计和可以加速特定应用Torrenza开放式协作计划使AMD皓龙在高性能计算领域异军突起有将近100套基于AMD皓龙系统进入HPC TOP500强排行

  “巴塞罗那”是AMD皓龙系列新品身具皓龙血统自然拥有不俗能力并且代K10架构推出多项AMD全新创新技术也带给了“巴塞罗那”称霸高性能计算更多底气“巴塞罗那”采用了增强核心具有增强128位浮点加速器、AMD 内存优化技术、AMD 平衡智能缓存Cache和快速虚拟化索引(RVI Rapid Virtualization Indexing)等系列领先技术实现了性能飞跃它还采用了革命性128位专用宽浮点加速器SSE执行带宽、指令拾取带宽、数据缓存Cache负载带宽、L2/NB带宽等都有成倍增长避免了数据交换瓶颈另外“巴塞罗那”采用了更深36 级浮点调度器进行独立128 位操作

  SPEC最近公布数据证实了AMD“巴塞罗那”出色浮点运算性能在CFP2006 Rates浮点性能测试中用两颗主频为2.0GHz 4核AMD皓龙2350搭建双路系统成绩要比同主频 4核至强双路系统高出达36%在 4路系统上AMD 4核皓龙优势更明显主频为2.5GHzAMD皓龙8360SE 4路 4核系统峰值性能比主频为2.93GHz 4路 4核至强系统高出40%

  “巴塞罗那”出现继续了皓龙血统优秀表现力值得欣慰它在性能大幅提升同时在能耗上做到了显著降低在倡导绿色IT今天使它颇具优势“巴塞罗那”采用系列节能技术使CPU核心增加同时功耗保持不变:

  1. AMD CoolCore™ 技术通过关闭处理器上非工作电路块来降低能耗;

  2. 独立动态核心技术对AMD PowerNow!™技术增强使每个核心可以根据其应用特定性能需求来调整时钟频率;

  3. 双动态电源管理(DDPM Dual Dynamic Power Management)为CPU核心和内存控制器分别独立供电支持核心和内存控制器根据应用需要以区别电压工作

  领先浮点运算性能和低功耗特性使得“巴塞罗那”在高性能计算方面前途光明专业人士表示随着“巴塞罗那”大规模上市将会在石油勘探、气象预报、地震分析、生物制药、工程仿真、科学计算、商业计算等众多领域得到广泛应用

  后记:

  我国在高性能计算领域已经取得了令人瞩目发展和成绩尤其是在2004年6月曙光和AMD合作基于AMD皓龙处理器成功研制出10万亿次超级计算机曙光4000A举进入当时TOP500强排行榜前十名证明了我国计算技术实力在“十 5”期间依据国家中长期科学和技术发展规划纲要国家“十 5”科学技术发展规划863计划“十 5”发展纲要围绕国家重大工程、重大行业应用和经济发展迫切需求有关部门设立了“高效能计算机及网格服务环境”重大项目期工程目标是研制成功两台每秒百万亿次浮点运算高效能计算机并掌握千万亿次高效能计算机关键技术或许AMD“巴塞罗那” 4核处理器推出和引进国内对于实现这目标将是个难得机会期待在其推动下我们能够在高性能计算领域再创辉煌

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