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SGI e Intel querem tornar supercomputadores 500 vezes mais rápidos até 2018

Silicon Graphics espera usar chips aceleradores MIC (Many Integrated Cores) da Intel para computação de alto desempenho.

Agam Shah, IDG News Service e Rafael Rigues, PCWorld Brasil

20/06/2011 às 12h53

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A Silicon Graphics International (SGI) espera construir em 2018 supercomputadores 500 vezes mais poderosos do que os atuais, usando chips aceleradores especialmente desenvolvidos pela Intel, disse Eng Lim Goh, CTO da SGI.

A  empresa espera este incrível ganho de desempenho usando chips altamente paralelos baseados na arquitetura MIC (Many Integrated Cores) da Intel, disse o executivo. Combinados com processadores Xeon, os chips MIC permitirão a execução de milhões de tarefas (threads) em paralelo, o que ajudará a aumentar o desempenho dos supercomputadores.

Chips baseados na arquitetura MIC combinam núcleos x86 padrão com núcleos especializados para acelerar a computação de alto desempenho. O supercomputador mais poderoso da atualidade, o japonês K computer, tem desempenho de 8.16 petaflops (8.4 quatrilhões de operações em ponto flutuante por segundo), mas há esforços para aumentar o desempenho dos chips. A IBM, por exemplo, disse que pretende usar pulsos de luz para acelerar as transferências de dados entre chips. Estas e outras medidas podem levar a supercomputadores com desempenho de 1 exaflop, ou 1000 petaflops, em menos de uma década.

Processadores x86 comuns precisarão de aceleradores como os chips Intel MIC para ter melhor desempenho, disse o executivo. “MIC nos dá a densidade computacional de que precisamos para chegar aos exaflops até 2018”. 

Aceleradores como processadores de vídeo (GPUs) são atualmente usados em conjunto com as CPUs para executar um número maior de cálculos por segundo, disse Goh. Mas embora alguns aceleradores atinjam os resultados desejados, muitos não estão satisfeitos com o desempenho quando comparado ao tempo necessário e custo associado à otimização dos aplicativos para que funcionem com estes aceleradores.

A arquitetura MIC da Intel resolve o problema ao incluir muitos núcleos especializados em um chip capaz de executar software x86 padrão. Ela é vista como a resposta da Intel a GPUs de empresas como a Nvidia e Advanced Micro Devices, que trazem centenas de núcleos integrados. O segundo supercomputador mais poderoso do mundo, o chinês Tianhe-1A, incorpora milhares de processadores Intel e GPUs Nvidia para chegar a um desempenho sustentado de 2.5 petaflops, com pico de 4.7 petaflops.

A Intel mostrou seu primeiro chip MIC experimental, de codinome Knights Ferry, em junho do ano passado. O chip é montado em uma placa ligada ao computador através de um slot PCI Express e tem 32 núcleos, combinando unidades de processamento vetorial com núcleos de processamento padrão. Embora não tenha sido lançado comercialmente, amostras do chip foram entregues a um pequeno número de organizações, que estão escrevendo programas otimizados para sua arquitetura. Um servidor Xeon com oito chips Knights Ferry pode atingir desempenho de 7.4 teraflops, disse John Hengeveld, diretor de marketing do grupo de Data Center da Intel.

O primeiro chip MIC comercial, de codinome Knights Corner, já está sendo desenvolvido pela Intel e contará com mais de 50 núcleos. Hengeveld não informou uma data de lançamento para o chip, mas afirmou que ele será produzido em um processo de 22 nanômetros, em contraste ao Knights Ferry, que usa um processo de 45 nanômetros.

A Intel já tem uma liderança significativa no mercado de supercomputação. Pouco mais de 77% dos 500 supercomputadores mais rápidos do mundo rodam processadores Intel x86, de acordo com a versão mais recente da lista Top 500, publicada em junho deste ano.

A empresal também está construindo um ecossistema de software antes de lançar o primeiro chip MIC comercial. A empresa está demonstrando nesta semana alguns aplicativos de alto desempenho durante a International Supercomputing Conference em Hamburgo, Alemanha, como forma de gerar interesse e conseguir apoio à sua arquitetura.

O suporte a chips MIC será facilmente incorporado em aplicações de supercomputação, já que eles rodam código x86 comum escrito usando modelos de programação padronizados, disse Goh. Será fácil terceirizar para um chip MIC processos projetados para execução em uma CPU, simplesmente adicionando algumas linhas ao código já existente. A Intel está fornecendo ferramentas de programação para facilitar a adição das extensões MIC ao código x86 já existente.

Há outros modelos de programação paralela que permitem tirar proveito do poder computacional de aceleradores como GPUs. A Nvidia tem o framework de computação paralela CUDA, que tira proveito de suas GPUs. Outro framework é o OpenCL, apoiado por empresas como a Intel, Advanced Micro Deevices, Apple e Nvidia.

“Nossa intenção é ter suporte a OpenCL disponível no primeiro produto MIC, o Knights Corner”, disse Radoslaw Walczyk, um porta-voz da Intel.

Grandes fabricantes de servidores, como a Hewlett-Packard, Dell e IBM também irão mostrar sistemas baseados nos chips Knights Ferry durante a ISC.

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