Einsatz von Standardprogrammiersprachen
Produkte mit Intel® Many-Integrated-Core-Architektur (Intel® MIC-Architektur) bieten Entwicklern einen entscheidenden Vorteil: Vorhandene Standardprogrammiertools und -methoden können weiterhin 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 (Produkte mit Intel® Many-Integrated-Core-Architektur) geschrieben wurde, kann mit einem normalen Intel® Xeon® Prozessor kompiliert und 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.
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 Supercomputer inzwischen die Petaflops-Grenze durchbrochen haben, prognostiziert Intel bereits, dass eine Kombination aus 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 Intel® 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.
Das Produkt dreier Forschungsinitiativen
Die Intel® MIC-Architektur baut auf den Erkenntnissen aus drei Forschungsinitiativen auf, darunter das 80-Core-Tera-Scale-Computing-Forschungsprogramm, die Single-Chip-Cloud (SSC)-Computer-Initiative und das – mit dem Codenamen der Intel® Mikroarchitektur bezeichneten – Larrabee-Many-Core-Visual-Computing-Projekt.
Herausgekommen ist eine grundlegend neue Architektur, die die gleichen Tools, Compiler und Bibliotheken wie die Intel® Xeon® Prozessoren verwendet. Da Intel® Prozessoren weltweit in nahezu 80 Prozent der Supercomputer zum Einsatz kommen, können Programmierer weiterhin in ihrer bekannten Umgebung arbeiten, wenn sie Software für die Intel® 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 eines 22 millionstel Millimeters. 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.