處理器架構伴隨著數據的發(fā)展而發(fā)展，目前,，我們正處于由四大超級技術力量——無所不在的計算,、無處不在的連接,、人工智能和從云到邊緣的基礎設施，所引領的數據爆炸的時代,，每一秒都會產生各種類型的數據,，如標量、張量,、矢量,、空間數據等等，要應對這些爆發(fā)增長的大數據,，未來數據中心該需要什么樣的處理器,？

　　10月21日， 在珠海舉辦的2021 CCF全國高性能計算學術年會上,，英特爾公司市場營銷集團副總裁,、中國區(qū)行業(yè)解決方案部總經理梁雅莉分享了《用高性能計算加速技術領先》的主題報告。我們從她的分享以及其他發(fā)言人報告中可以管窺到未來E級數據時代處理器架構的端倪。

　　英特爾公司市場營銷集團副總裁,、中國區(qū)行業(yè)解決方案部總經理梁雅莉

　　梁雅莉表示：“如今萬物智能化越來越接近一個現實,，這其實是一個巨大的改變，但也催生了人們對計算和需求呈指數級增長,。技術對人類生活的方方面面越來越重要,，而高性能計算范疇內的E級計算能力，就是支持這個改變最重要的基礎設施之一,?！?/p>

　　她指出，英特爾不僅是一家在軟件,、芯片和平臺,、封裝和制程技術上兼具深度和廣度的規(guī)模化制造公司,，也是一個領先的半導體工藝技術的開發(fā)者,。它在創(chuàng)新上具有獨特優(yōu)勢，可以概括為推動數字化轉型的四個“超級技術力量”：

　　第一,，就是無所不在的計算,。在全球所有的領域當中，計算變成了深入到各種設備,、各種領域里的一個廣泛存在的關鍵因素,。

　　第二，無處不在的連接,。不管是手機,，其實從藍牙到短距離的通訊，到長距離的窄帶,，5G的寬帶,，有線的傳播，到現在正在研發(fā)和考慮的低時延的網絡化的進程,，各種城市都是為了讓實現所有的設備能夠無處不在,，人與人的連接，人與設備的連接,，設備與設備的連接,，其實已經在慢慢實現，這就是所謂的連接升級,。

　　第三,，從云到邊緣的基礎設施。能夠構建無處不在的計算連接,，重新將會定義整個網絡的一個拓撲結構。

　　第四，人工智能,。在外延式的網絡設備和結構當中,，智能是最為突出的一個需求，雖然人工智能只是計算工作負載當中的一種,，那英特爾把它單獨提出來,，實際上是因為英特爾認為人工智能將會重新定義整個計算架構和整個計算流程。

　　同時,，每一個超級力量都會有它自己的特質,，也會相得益彰，創(chuàng)造全新的可能性,。所以將這四個點結合起來,，可以預見到我們對未來數字化整個經濟在不斷演進的過程當中，對底層,、技術,、架構、演進思考,。從這四個點我們也可以看到,，未來在數字化的經濟當中，它一定會遵循四個規(guī)律,，第一連接升級,，第二思考升級，第三體驗升級,，第四安全升級,。

　　在活動現場，英特爾通過播放視頻的形式,，邀請了英特爾公司加速計算系統(tǒng)與顯卡集團副總裁,、高性能計算事業(yè)部總經理Trish Damkroger分享了英特爾對高性能計算產品線，在現在和將來怎么樣響應這些前所未有的挑戰(zhàn),。

　　英特爾公司加速計算系統(tǒng)與顯卡集團副總裁,、高性能計算事業(yè)部總經理Trish Damkroger

　　她表示：“在過去幾年中，英特爾一直在至強,？處理器路線圖中添加高性能計算的特有功能,。 但要使英特爾成為高性能計算的領先者，需要轉向專注于高性能計算的架構和系統(tǒng),?！?/p>

　　英特爾于今年 4 月發(fā)布的最新第三代英特爾？至強,？可擴展處理器為用戶提供可靠的性能和高度的靈活性,，并為人們的高性能計算系統(tǒng)帶來性能上的巨大飛躍,。這要歸功于處理器核心架構的改進，每個時鐘的指令數量增加了 20%,，此外還增加了緩存大小,。 英特爾還提供多達 40 個內核和 8 個內存通道，第三代至強,？可擴展處理器能提供高達6TB的系統(tǒng)內存容量,。至強？處理器仍然是數據中心唯一內置人工智能加速的x86 處理器,，內置了靈活性功能,。例如獨特的英特爾？ Speed Select 技術,，基本上將三個CPU合而為一,，因此人們可以使用單個處理器滿足更多樣化的需求。

　　Trish Damkroger還向我們介紹了英特爾的下一代處理器架構——Sapphire Rapids,，它將為數據中心的各種工作負載,、使用模型和部署模型提供出色的開箱即用的性能和功能。在基本的服務器節(jié)點上,，Sapphire Rapids引入了一種新的性能核心微架構,，其IPC顯著改進以實現出色的開箱即用性能和許多可大幅提高數據并行性能的新架構功能。

　　Sapphire Rapids 的核心是新的模塊化SoC 架構,，它建立了下一代可擴展性,，同時保持了均衡 SoC 的強大屬性，盡管由多個芯片模塊組成,，但在邏輯上仍然是單片的,。Sapphire Rapids是第一款使用Silicon Bridge技術構建的至強產品，該技術使英特爾能夠構建之前無法實現的高度可擴展和均衡的處理器,。

　　梁雅莉同時談到,，“科技已經融入到每個人生活中，所以不同應用場景對應不同應用,，不同應用對應不同工作負載,，不同工作負載一定會有效率最高的計算體系，未來一定是對應XPU這樣的架構,。需要通用計算就用CPU,，存在加速情景，就可以采用無論是FPGA,，還是ASIC芯片或者我們未來要發(fā)布的PAC,，不同應用負載一定會有最適合它的、最有效率的體系,?！?/p>

　　這也同時證明了為什么OneAPI如此重要,？“因為我們不希望每個體系對應不同的庫、編譯器及架構,。希望有一個框架能夠解決這些問題,，讓我們可以聚焦在最應該聚焦的問題上，所以OneAPI非常重要,。”

　　近年來,，隨著高性能計算逐漸走向更多行業(yè)的應用當中,，其普及化、普適化問題也被業(yè)界所越來越多的關注,。諸如在醫(yī)療領域,，英特爾就在聯合一些行業(yè)合作伙伴做前沿的“無人區(qū)”探索。對于這種“跨界”般的嘗試,，瑞金醫(yī)院轉化醫(yī)學中心呂鋼介紹,，我們一方面需要在生信方面有比較專業(yè)化技術知識和背景的人才，同時又需要對HPC系統(tǒng)架構以及技術了解非常清晰,，這樣的人才非常稀缺,。我們和英特爾公司在整個平臺的設計和建設過程中，都進行了深度合作,。英特爾的技術實力和我們生信領域專家的專業(yè)能力可以比較好地整合在一起,，使我們這個平臺成為生信領域第一個能夠在存儲上有所突破的平臺。

　　展望HPC發(fā)展的未來,，英特爾不僅將提供具備從通用計算到專用加速,，再到獨特持久內存和E級計算分布式存儲、高性能互連及創(chuàng)新安全等功能的全面產品組合,。還將通過攜手更多生態(tài)合作伙伴,，一起讓技術無縫協(xié)同工作，從而加速HPC的普及化,、普適化,，推動HPC在更多行業(yè)綻放精彩。