ในสภาพแวดล้อมทางธุรกิจที่เร่งความเร็วในปัจจุบัน รากฐานสำหรับการใช้เทคโนโลยี HPC ที่ประสบความสำเร็จเริ่มต้นด้วยสถาปัตยกรรม HPC ที่กำหนดไว้อย่างดีการออกแบบระบบ HPC และทรัพยากรสนับสนุนที่แตกต่างกันนั้นขึ้นอยู่กับเวิร์กโหลดและเป้าหมายการประมวลผลขององค์กรของคุณ เพื่อช่วยให้คุณบรรลุผลการทำงานมากขึ้นและประสิทธิภาพที่ปรับขนาดได้
หลักการสำคัญสำหรับการออกแบบสถาปัตยกรรม HPC แบบร่วมสมัย
สถาปัตยกรรม HPC มีหลายรูปแบบตามความต้องการของคุณองค์กรสามารถเลือกวิธีต่างๆ ในการออกแบบระบบ HPC
การประมวลผลแบบขนานในสถาปัตยกรรมที่แตกต่างกัน
การประมวลผลแบบต่างกันช่วยให้คลัสเตอร์ HPC ดำเนินการกับเวิร์กโหลดขนาดใหญ่และแยกออกเป็นงานประมวลผลที่แยกกัน ซึ่งดำเนินการในเวลาเดียวกัน
สามารถออกแบบระบบเหล่านี้ให้ขยายขนาดหรือขยายออกได้การออกแบบการขยายขนาดต้องมีการรับงานภายในระบบเดียวและแยกย่อยเพื่อให้แต่ละคอร์สามารถทำงานได้ โดยใช้เซิร์ฟเวอร์มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในทางตรงกันข้าม การออกแบบที่ปรับขนาดออกต้องมีการรับงานเดียวกันนั้น โดยแบ่งออกเป็นส่วนที่จัดการได้ และกระจายส่วนเหล่านั้นไปยังเซิร์ฟเวอร์หรือคอมพิวเตอร์หลายเครื่องโดยที่งานทั้งหมดดำเนินการแบบคู่ขนาน
เนื่องจากเวิร์กโหลดที่เข้มข้น เช่น การจำลอง การสร้างโมเดล และการวิเคราะห์ขั้นสูง กลายเป็นเรื่องปกติมากขึ้น ระบบ HPC จึงได้รับการออกแบบให้ผสานรวมตัวเร่งความเร็วนอกเหนือจาก CPUตัวเร่งความเร็วเหล่านี้ได้นำเสนอการกำหนดค่าที่เป็นไปได้ที่หลากหลายและกว้างกว่า ซึ่งนักพัฒนาจำเป็นต้องรองรับ
นักพัฒนาสามารถใช้ การเขียนโปรแกรมข้ามสถาปัตยกรรม oneAPI เพื่อสร้างโค้ดเบสเดียวที่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพบน CPU, GPU และตัวเร่งความเร็วอื่น ๆ เพื่อการพัฒนาที่มีประสิทธิภาพและประสิทธิผลมากขึ้น โดย oneAPI จะเร่งนวัตกรรม HPC โดยขจัดข้อจำกัดของโมเดลการเขียนโปรแกรมที่เป็นกรรมสิทธิ์ ช่วยให้การนำฮาร์ดแวร์ใหม่มาใช้ได้ง่ายขึ้น และลดการบำรุงรักษาโค้ดIntel® oneAPI Toolkit รองรับมาตรฐานอุตสาหกรรมแบบเปิดที่มีอยู่และภาษาที่นักพัฒนา HPC ต้องใช้ ซึ่งไปรวมถึง C, C++, SYCL, Fortran, OpenMP, MPI และ Python นอกจากนี้ Intel ยังทำงานร่วมกับเฟรมเวิร์กมาตรฐานอุตสาหกรรมเช่น PyTorch* เพื่อมอบประสบการณ์สำหรับนักพัฒนาที่ราบรื่นสำหรับการผสานรวม AI และ HPC ซึ่งช่วยให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นและสร้างนวัตกรรมได้มากขึ้นสำรวจ oneAPI และ Intel® oneAPI Toolkit
การปรับใช้ HPC ในสภาพแวดล้อมคลาวด์
ในอดีต ระบบ HPC ถูกจำกัดอยู่ที่ความจุและการออกแบบที่โครงสร้างพื้นฐานภายในองค์กรสามารถให้ได้ปัจจุบัน ระบบคลาวด์ขยายขีดความสามารถในท้องถิ่นด้วยทรัพยากรเพิ่มเติม
คลาวด์คอมพิวติ้งมอบสมรรถนะด้านการประมวลผลที่มหาศาล ซึ่งสามารถปรับขนาดได้ตามความต้องการคุณสามารถรันเวิร์กโหลด HPC ในคลาวด์สาธารณะ หรือผสานโครงสร้างพื้นฐานภายในองค์กรกับคลาวด์สาธารณะเพื่อขยายทรัพยากรที่มีอยู่ได้
เวิร์กโหลดสามารถดำเนินการในทรัพยากรที่มีอยู่ทั้งหมดได้อย่างราบรื่นด้วยแนวทางคลาวด์แบบไฮบริดซึ่งผสานโครงสร้างพื้นฐานภายในองค์กรเข้ากับบริการคลาวด์สาธารณะความยืดหยุ่นนี้ช่วยให้ธุรกิจสามารถขยายขนาด และมีโอกาสในการปรับปรุงและปรับแต่งต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ (TCO) ให้เหมาะสมที่สุด
สำหรับแอปพลิเคชันและเวิร์กโหลดใหม่ คลาวด์สาธารณะยังนำเสนอบริการที่พร้อมใช้งานสำหรับธุรกิจที่ไม่มีโครงสร้างพื้นฐานภายในองค์กร
ไม่ว่าจะเป็นการยกระดับโครงสร้างพื้นฐานการประมวลผลภายในองค์กรหรือการใช้ประโยชน์จากคลาวด์อย่างเต็มที่ เวิร์กโหลด HPC เช่น การจำลองที่ซับซ้อนหรือการเรียนรู้เชิงลึกจะได้รับประโยชน์จากการทำงานร่วมกันอย่างลึกซึ้งของ Intel กับผู้ให้บริการคลาวด์
Intel ทำงานอย่างลึกซึ้งกับผู้ให้บริการคลาวด์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้ถึงขีดสุดสำหรับการขับเคลื่อนนวัตกรรม HPC ในระบบคลาวด์Intel ใช้เทคโนโลยีต่างๆ เช่น Intel® Trust Domain Extensions สำหรับการประมวลผลแบบเป็นความลับ และ Intel® Advanced Matrix Extensions สำหรับการเร่งความเร็วการเรียนรู้เชิงลึกเพื่อช่วยยกระดับบริการคลาวด์และช่วยให้การเริ่มทำงานแบบออนบอร์ดง่ายขึ้นอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยีคลาวด์ HPC ของเรา และวิธีที่เทคโนโลยีเหล่านั้นสามารถช่วยปรับปรุงผลลัพธ์ได้
การเลือกโปรเซสเซอร์ HPC เพื่อความสามารถในการขยายขนาดและประสิทธิภาพ
Intel มอบประสิทธิภาพพร้อมความเชี่ยวชาญที่หลากหลายในด้านเทคโนโลยี HPC เพื่อจัดการเวิร์กโหลดในอนาคตที่ต้องการประสิทธิภาพสูงสุดโปรเซสเซอร์ปรับขนาดได้ Intel® Xeon® มอบแพลตฟอร์มอเนกประสงค์สูงที่สามารถปรับขนาดได้อย่างราบรื่นเพื่อรองรับความต้องการด้านประสิทธิภาพที่หลากหลายของเวิร์กโหลด HPC ที่สำคัญยิ่งเวิร์กโหลดเหล่านี้ยังจะได้รับการเร่งความเร็วเพิ่มเติมจาก GPU ศูนย์ข้อมูลที่กำลังจะมาถึงของเราซึ่งมีชื่อรหัสว่า Crescent Island ซึ่งสร้างขึ้นบนสถาปัตยกรรม Xe3P โดยออกแบบมาเพื่อปรับแต่งประสิทธิภาพและต้นทุนให้กับเซิร์ฟเวอร์ที่ระบายความร้อนด้วยอากาศ และรวมถึงความจุหน่วยความจำและแบนด์วิดธ์จำนวนมากพร้อมทั้งรองรับประเภทข้อมูลที่หลากหลาย รวมถึง FP64 ซึ่งช่วยให้มีความยืดหยุ่นสำหรับเวิร์กโหลด AI และ High Performance ComputingCrescent Island จะเพิ่มการเร่งความเร็ว GPU สำหรับเวิร์กโหลด AI และ HPC ในขณะที่โปรเซสเซอร์ Intel Xeon จะยังคงเป็นรากฐานของการประมวลผล
นวัตกรรมในระบบย่อยหน่วยความจำสำหรับสถาปัตยกรรม HPC
หน่วยความจำเป็นส่วนประกอบสำคัญของการออกแบบระบบ HPCหน่วยความจำซึ่งรับผิดชอบการจัดเก็บข้อมูลระยะสั้นของระบบอาจเป็นปัจจัยที่จำกัดประสิทธิภาพเวิร์กโฟลว์ของคุณโปรเซสเซอร์ Intel® Xeon® 6900-ซีรีส์ ช่วยแก้ปัญหาคอขวดเหล่านี้ในศูนย์ข้อมูลด้วยการเชื่อมโยงช่องว่างในลำดับชั้นการจัดเก็บข้อมูลและหน่วยความจำเพื่อให้คุณสามารถประมวลผลได้อย่างต่อเนื่อง
การปรับขนาดประสิทธิภาพด้วย HPC Fabric
ระบบเครือข่ายประสิทธิภาพสูง (HPN) ของ Intel ซึ่งขับเคลื่อนโดยกลุ่มผลิตภัณฑ์ Intel Ethernet ที่ครอบคลุม รวมถึงคอนโทรลเลอร์และอแดปเตอร์เครือข่าย 800 ซีรีส์ล่าสุด ใช้ประโยชน์จากการเร่งความเร็วระดับฮาร์ดแวร์ เทคโนโลยีการกำหนดเวลาที่แม่นยำ และ RoCE v2 (RDMA over Converged Ethernet) เพื่อมอบคุณสมบัติการกำหนดเวลาที่มีความแม่นยำสูงและความเร็วระดับศูนย์ข้อมูลสูงสุด 200GbE ในขณะที่ลดภาระการทำงานของ CPUเครือข่ายเหล่านี้มีเวลาตอบสนองต่อแอปพลิเคชันที่มีความแน่นอนสูง ความหน่วงต่ำเป็นพิเศษ และทรัพยากร CPU ที่ได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมตามที่จำเป็นสำหรับเวิร์กโหลด AI, การซื้อขายความถี่สูง และการจำลองเสมือนระดับมหาศาลมิดเดิลแวร์และเฟรมเวิร์ก HPC และ AI ยอดนิยมที่มีอยู่ รวมถึง oneAPI สามารถใช้ได้กับ Intel® HPN ผ่าน OpenFabrics Interfaces (OFI หรือที่เรียกว่า libfabric) และ Intel® Ethernet Fabric Suite
การปรับแต่งสถาปัตยกรรม HPC ให้เหมาะสมด้วยโปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูง
Intel มอบความเชี่ยวชาญในการทำความเข้าใจแอปพลิเคชันและสถาปัตยกรรม HPC อย่างลึกซึ้ง และความต้องการของระบบ HPC ไม่ว่าจะเป็นภายในองค์กร ในระบบคลาวด์ หรือไฮบริด ในการช่วยให้ผู้ใช้สร้างผลลัพธ์และเพิ่มความสำเร็จสูงสุดด้วยสถาปัตยกรรม HPC บนพื้นฐานของเทคโนโลยี Intel® คุณสามารถพร้อมที่จะตอบสนองความต้องการ HPC, ระดับ Exascale และ Zettascale ในอนาคต
นอกจากนี้ ชุดเครื่องมือ oneAPI ของเรายังพร้อมช่วยให้นักพัฒนาลดความซับซ้อนของการเขียนโปรแกรม HPC เพื่อให้สามารถรองรับฮาร์ดแวร์ประเภทต่างๆ ได้มากขึ้น และเพิ่มผลลัพธ์ทางธุรกิจสูงสุด