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Intel® Many-Integrated-Core-Architektur (Intel® MIC-Architektur)

Einsatz von Standardprogrammiersprachen

Produkte mit Intel® Many-Integrated-Core-Architektur (Intel® MIC-Architektur) bieten Entwicklern einen entscheidenden Vorteil: Es können die vorhandenen Standardprogrammiertools und -methoden verwendet werden.

Die Intel MIC-Architektur kombiniert viele Intel® CPU-Kerne auf einem einzigen Chip. An der Programmierung dieser Kerne interessierte Entwickler können dafür gewöhnlichen C-, C++- und FORTRAN-Quellcode verwenden. Der gleiche Programm-Quellcode, der für Intel-MIC-Produkte geschrieben wurde, kann für den normalen Intel® Xeon® Prozessor kompiliert und mit diesem ausgeführt werden. Bekannte Programmiermodelle machen langwierige Schulungen überflüssig und geben Entwicklern die Möglichkeit, sich auf das Problem selbst zu konzentrieren, anstatt auf die Softwareentwicklung.

Denken Sie beispielsweise an die Abstimmung von Satellitenbildmaterial und Erdkarte in Anwendungen wie Google Earth*. Für die Bildaufnahmen sind eigentlich klare Sicht und gute Ausleuchtung eine Grundvoraussetzung. Mithilfe der auf „Rückprojektion“ basierenden Verarbeitung von Daten eines Synthetic-Aperture-Radars (SAR) ist die Bildrekonstruktion auch bei Nachtaufnahme und durch Wolken oder Bäume hindurch möglich, um Informationen über Oberflächenmaterialien zu erhalten. Dabei sammeln über den betreffenden Gebieten kreisende Flugzeuge Radardaten, die dann durch umfangreiche Berechnungen in Bilder umgewandelt werden. Mit Intel Xeon Prozessoren und dem Intel® Xeon Phi Coprozessor konnten die Intel Labs und andere eine potenzielle Reduzierung der Rechenkosten bei „Rückprojektion“ auf ein Fünftel demonstrieren, wobei zugleich das Erfassen der Daten durch optimierte Flugrouten vereinfacht wurde.

Intel® Many Integrated Core

Prozessorleistung steigt exponentiell

Die Intel® Many-Integrated-Core-Architektur (Intel® MIC) läutet in puncto Geschwindigkeit, Leistung und Kompatibilität im Supercomputerbereich ein neues Zeitalter ein. Entwickler können mit den schnellen und vertrauten Intel® Xeon® Prozessoren und den Intel® Xeon Phi™ Coprozessoren auf Basis der neuen Architektur nun Systeme mit einer Leistung von Billionen Berechnungen pro Sekunde aufbauen.

Dieser enorme Fortschritt steht für eine exponentielle Entwicklung der Rechenleistung. Nachdem die Supercomputer inzwischen die Petaflops-Grenze durchbrochen haben, sieht Intel nun voraus, dass eine Kombination von Intel Xeon Prozessoren und Intel Xeon Phi Coprozessoren den nächsten großen Meilenstein hinter sich lassen wird: die Exaflops- bzw. 1000-Petaflops-Grenze.

Erster Anlauf: hoch parallelisierte Anwendungen

Die ersten Intel MIC-Produkte sind für Bereiche bzw. Anwendungen konzipiert, in denen hochgradig parallele Verarbeitung zum Einsatz kommt – High-Performance-Computing (HPC), Workstations und Rechenzentren.

Die MIC-Architektur implementiert eine hohe Parallelisierung mit kleineren, energiesparenderen Intel® Prozessorkernen, wodurch bei hoch parallelisierten Anwendungen bessere Leistungseigenschaften erzielt werden.

Es gibt bislang zwar nur relativ wenige spezialisierte Anwendungen, die hoch parallelisiert sind, diese werden jedoch für viele wichtige Aufgabenstellungen eingesetzt, von Simulationen im Zusammenhang mit dem Klimawandel und Genanalysen bis zum Risikomanagement für Investmentportfolios oder der Suche nach neuen Energiequellen.

Produkt dreier Forschungsinitiativen

Das MIC-Projekt baut auf den Erkenntnissen aus drei Forschungsinitiativen auf, dem 80-Core-Tera-Scale-Computing-Forschungsprogramm, der Single-Chip-Cloud-Computer-Initiative und dem Larrabee-Many-Core-Visual-Computing-Projekt.

Herausgekommen ist eine grundlegend neue Architektur, bei der dieselben Tools, Compiler und Bibliotheken wie beim Intel Xeon Prozessor verwendet werden. Da Intel® Prozessoren weltweit in nahezu 80 % der Supercomputer zum Einsatz kommen, können Programmierer weiterhin in ihrer bekannten Umgebung arbeiten, wenn sie Software für die MIC-Architektur entwickeln.

Knights Corner macht den Start

Bei der Intel MIC-Architektur mit dem Codenamen Knights Corner kommt Intels 22-Nanometer-Prozesstechnik zum Einsatz, die Transistorstrukturen liegen also in der Größenordnung von 22 Millionstel Millimeter. Auf einem Chip finden somit mehr als 50 Intel-Prozessorkerne Platz. Als erstes Produkt, das auf der Intel MIC-Architektur basiert, wurde der Intel Xeon Phi Coprozessor vorgestellt, der unter anderem für HPC-Segmente wie die Ölexploration, naturwissenschaftliche Forschungen, Finanzanalysen und Klimasimulationen konzipiert ist.