Dans le cadre de l’édition 2021 de la conférence International Supercomputing Conference (ISC), Intel a annoncé ses innovations dans le domaine du calcul à haute performance (HPC). L’entreprise a présenté une série de nouveautés technologiques, de partenariats et d’adoption par les clients. Plusieurs avancées sont à noter dans son processeur Xeon pour le HPC et l’intelligence artificielle, mais également des innovations dans le domaine des logiciels, de la mémoire, des technologies de mise en réseau dans plusieurs cas d’usages du HPC et dans le stockage de classe exascale.
Les processeurs Intel Xeon Scalable de 3e génération pour alimenter la prochaine génération de supercalculateurs
Intel a annoncé le lancement, au début de l’année 2021, de ses processeurs Intel Xeon Scalable de 3e génération qui offre, selon la firme, des performances jusqu’à 53 % supérieurs à celles du processeur de la 2e génération dans une série de charges de travail HPC comme dans les domaines des services financiers, de la fabrication ou des sciences de la vie.
En comparaison avec un processeur AMD EPYC 7543, Intel affirme que les performances de NAMD sont supérieures de 62 %, LAMMPS est 57 % plus performant, RELION 68 % plus performant et Binomial Options 37 % plus performant. Plusieurs laboratoires de calcul intensif, centres de supercalculateurs et fabricants d’équipements d’origines ont déjà adopté la plateforme de calcul Intel : Dell Technologies, HPE, l’Administration météorologique Coréenne, Lenovo, Max Planck Computing and Data Facility, Oracle, l’Université d’Osaka et l’Université de Tokyo.
Trish Damkroger, Vice-présidente et Directrice générale de la division High Performance Computing chez Intel, précise les initiatives mises en place par Intel pour améliorer le HPC :
“Pour maximiser les performances du HPC, nous devons exploiter toutes les ressources informatiques et les avancées technologiques à notre disposition. Intel est la force motrice
de l’évolution de l’industrie vers l’informatique exascale, et les progrès que nous réalisons avec nos CPU, XPU, oneAPI Toolkits, le stockage DAOS de classe exascale et les réseaux à haut débit nous rapprochent de cette réalisation.”
La mémoire à large bande passante intégrée dans les processeurs Intel Xeon Scalable de 3e génération
La prochaine génération de processeurs Intel Xeon Scalable (nom de code : “Sapphire Rapids”) sera dotée d’une mémoire à large bande passante (HBM) intégrée, ce qui permettra d’augmenter considérablement la bande passante de la mémoire et d’améliorer sensiblement les performances des applications HPC qui exploitent des charges de travail concernées. Les utilisateurs pourront faire tourner les charges de travail en utilisant uniquement la mémoire à large bande passante ou en la combinant avec la mémoire DDR5.
Rick Stevens, directeur associé du Computing, Environment and Life Sciences à Argonne National Laboratory, évoque l’intégration du HBM dans la prochaine génération de processeurs Intel Xeon Scalable :
“L’obtention de résultats à l’échelle exascale nécessite l’accès et le traitement rapides de quantités massives de données. L’intégration d’une mémoire à large bande passante dans les processeurs Intel Xeon Scalable va considérablement augmenter la bande passante mémoire
d’Aurora et nous permettre d’exploiter la puissance de l’intelligence artificielle et de l’analyse des données pour effectuer des simulations avancées et de la modélisation 3D.”
La plateforme basée sur le “Sapphire Rapids” devrait offrir des capacités uniques pour accélérer le HPC, notamment une bande passante d’E/S accrue avec un PCI express de 5.0 (par rapport à un PCI express de 4.0) et la prise en charge de Compute Express Link (CXL) 1.1, permettant des cas d’utilisation avancés dans le calcul, la mise en réseau et le stockage.
Charlie Nakhleh, directeur associé du laboratoire pour la Physique des Armes au Los Alamos National Laboratory, évoque les possibilités que pourrait apporter la prochaine génération des processeurs Intel Xeon Scalable au supercalculateur Crossroads :
“Le supercalculateur Crossroads du Los Alamos National Labs est conçu pour faire progresser l’étude des systèmes physiques complexes pour la science et la sécurité nationale. Le processeur Xeon de nouvelle génération Sapphire Rapids d’Intel, associé à une mémoire à large bande passante, améliorera considérablement les performances des charges de travail gourmandes en mémoire dans notre système Crossroads. Le produit [Sapphire Rapids avec HBM] accélère les calculs les plus complexes de physique et d’ingénierie, ce qui nous permet d’assumer des responsabilités majeures en matière de recherche et de développement dans les domaines de la sécurité mondiale, des technologies énergétiques et de la compétitivité économique.”
Il est à noter qu’un nouveau moteur d’accélération de l’IA intégré appelé Intel® Advanced Matrix Extensions (AMX) sera conçu pour offrir une augmentation significative des performances pour l’inférence et l’apprentissage profond.
Les autres innovations annoncées par Intel
Parmi les autres innovations annoncées par le groupe technologique, on retrouve :
- Un soutien commercial pour DAOS : lancement de la phase de commercialisation de distributed application object storage (DAOS), un magasin d’objets défini par logiciel libre et conçu pour optimiser l’échange de données sur les architectures HPC Intel. Le support DAOS est maintenant disponible pour les partenaires en tant qu’offre de support L3, ce qui permet aux partenaires de fournir une solution de stockage clé en main complète en la combinant avec les services proposés par les clients.
- L’extension de l’Ethernet Intel pour le HPC : une nouvelle solution High Performance Networking avec Ethernet (HPN), qui étend les capacités de la technologie Ethernet pour les plus petits clusters du segment HPC. La solution HPN utilise les adaptateurs et contrôleurs réseau Intel Ethernet série 800 standard, les commutateurs basés sur les ASIC de commutation Ethernet programmables Intel Tofino P4 et le logiciel Intel Ethernet Fabric suite. HPN permet d’obtenir des performances applicatives comparables à celles d’InfiniBand, à un coût moindre tout en profitant de la facilité d’utilisation offerte par Ethernet.
- La mise sous tension du GPU Xe-HPC d’Intel (nom de code : “Ponte Vecchio”) : “Ponte Vecchio” est un GPU basé sur l’architecture Xe et optimisé pour les charges de travail HPC et IA. Il s’appuiera sur la technologie de packaging 3D Foveros d’Intel pour intégrer plusieurs IP dans le package, notamment la mémoire HBM ainsi que d’autres propriétés intellectuelles. Le GPU est architecturé avec du calcul, de la mémoire et de la matrice pour répondre aux besoins évolutifs des superordinateurs les plus avancés au monde, comme Aurora. “Ponte Vecchio” sera disponible sous la forme d’un module d’accélération OCP (OAM) et de sous-systèmes, offrant les capacités de mise à l’échelle et d’extension requises pour les applications HPC.
