После небольшой задержки новейшая версия самого быстрого процессора Intel в начале следующего года наконец доберется до суперкомпьютеров.

Новый чип линейки Xeon Phi, разрабатывавшийся под кодовым наименованием Knights Landing, поддерживает целый ряд новых технологий, совокупное применение которых обещает серьезный прорыв в производительности. Это чип станет трамплином для новых технологий оперативной памяти, ввода вывода и хранения, которые в ближайшие годы появятся в настольных и портативных компьютерах.

Подробности о первых суперкомпьютерах с Knights Landing в Intel пока не сообщают. А в министерстве энергетики США, между тем, утверждают, что новые процессоры будут установлены в суперкомпьютере Cori, насчитывающем 9300 ядер. Его планируется развернуть во второй половине 2016 года в Национальном научно-вычислительном центре энергетических исследований в Беркли.

По словам генерального менеджера группы высокопроизводительных вычислений Intel Чарли Вуишпарда, системы с Knights Landing будут поставлять более 50 производителей.

Процессоры Xeon Phi используются в самом быстром на сегодняшний день суперкомпьютере в мире Tianhe-2, развернутом в Китае. Чип Knights Landing придет на смену нынешней версии Xeon Phi, разрабатывавшейся под кодовым наименованием Knights Corner и имеющей 61 ядро.

Как и его предшественники, Knights Landing помимо центрального процессора может играть роль сопроцессора, предназначенного для проведения сложных расчетов. Но по конструкции он отличается от применяемых для этих же целей графических процессоров Nvidia Tesla.

С годами предназначение суперкомпьютеров менялось, и сегодня одним из способов выжать из них максимум возможного является использование средств машинного обучения. По словам Вуишпарда, компания Intel готова сегодня предоставить своим клиентам соответствующее программное обеспечение, сетевые компоненты и другой инструментарий.

Максимальная производительность Knights Landing, достигаемая при выполнении операций двойной точности, составляет около 3 TFLOPS, а при выполнении операций одинарной точности превышает 8 TFLOPS. Этот уровень находится в том же диапазоне, что и у других графических процессоров, используемых в самых быстрых в мире суперкомпьютерах. При выполнении вычислений с плавающей точкой операции с двойной точностью позволяют получить более близкие к реальным результаты по сравнению с одинарной.

Процессор Knights Landing оснащен 16 Гбайт памяти MCDRAM, модули которой размещаются друг над другом. Память эта обладает в пять раз более высокой пропускной способностью по сравнению с существующей технологией памяти DDR4. В компании Intel утверждают, что она в пять раз превосходит память GDDR5, применяемую в графических платах, по энергопотреблению и в три раза по плотности размещения элементов.

Новая шина Intel OmniPath, предназначенная для организации внутренних соединений, также помогает поднять общую производительность суперкомпьютера. Технология обеспечивает более быструю передачу данных между средствами хранения, оперативной памятью, процессорами и другими компонентами. Сначала новая технология появилась в суперкомпьютерах, но Intel предлагает ее и производителям серверов. OmniPath представляет собой закрытое решение, и подробности его не разглашаются.

Конечная цель создания новых технологий, таких как Xeon Phi, заключается в повышении производительности суперкомпьютеров без увеличения их энергопотребления. По словам главного аналитика компании Mercury Research Дина Маккеррона, важная роль в достижении этой цели отводится и программному обеспечению.

Intel и Nvidia предлагают разработчикам программные инструменты, позволяющие распределить обработку между сотнями тысяч процессорных ядер суперкомпьютеров.