英特尔IPCC带来的机会

2015-08-11 |  作者:周源 |  来源:cnw.com.cn

摘要截止到目前,中科院超级计算中心IPCC已成立三个多月,该中心在推动代码现代化上取得了哪些实质进展?

【《网络世界》 专稿】

中国科学院超级计算中心是隶属于中国科学院计算机网络信息中心(CNIC)的支撑服务单位,主要从事并行计算的研究、实现及应用服务,旨在为院内外科研单位提供超级计算服务和技术支持。

今年4月21日,中科院超级计算中心与英特尔共同成立中国首家英特尔并行计算中心(IPCC)。

与世界各地的超算研究机构共同建设IPCC是英特尔推进代码现代化(Code Modernization)的一项重要举措。英特尔认为,虽然硬件层面的并行计算技术已经大规模投入实用,但大量超算应用软件需要接受“代码现代化”改造——即将超算代码从串行转向并行,从传统计算平台真正转向并行计算平台,同时业界也急需培养并行计算人才。因此,英特尔2013年正式启动IPCC,至今已在全世界15个国家数十所大学和科研机构协作成立了超过 50个并行计算中心,旨在与跨领域的开发者、科学家、技术专家等一起进行技术交流与合作,并针对英特尔至强融核(Xeon Phi)开发和优化了16个不同领域的超过80种应用软件,例如著名科学家斯蒂芬霍金教授所创建的的剑桥大学理论宇宙学研究中心(COSMOS),也得益于英特尔并行计算中心的英特尔架构计算平台的优化,加速了其相关科学研究的发展。

作为英特尔IPCC在中国的首个落户单位,中科院超级计算中心对未来的使命有明确的计划:初期IPCC工作将围绕分子动力学模型应用最广泛的软件LAMMPS并行优化和相场动力学模拟软件开发两个方面展开,未来则将围绕我国自主开发的开源软件、算法创新和代码优化等开展工作,为广大科研和工业用户提供更好的服务。

截止到目前,中科院超级计算中心IPCC已成立三个多月,该中心在推动代码现代化上取得了哪些实质进展?近日,《网络世界》记者有幸采访到了中国科学院超级计算中心主任助理王彦棡,他给我们带来了更多IPCC工作的详细细节。

中国科学院超级计算中心主任助理 王彦棡

王彦棡首先表示,IPCC的工作内容非常吻合了中科院超级计算中心当前的平台建设重点。这是因为,该中心目前正在建设“元”超级计算机。“元”超级计算机分为两期建设,第一期平台总峰值303.4Tflops(已完成),这一期主要做CPU节点,因此仅采用了40个至强融核节点和30个GPU节点,而今年九月即将开建的第二期平台几乎将会全部采用至强融核节点(+微信关注networkworldweixin),总峰值为2.056Pflops。因此,IPCC所作的代码并行化工作正是为将来更高效地使用“元”超级计算机做准备工作。实际上,由于存在刚性需求,在中科院超级计算中心IPCC正式启动之前,王彦棡和其同事在英特尔的协助下从去年已展开针对英特尔至强融核的软件优化工作。

“我们将IPCC的工作分成两部分,第一部分是专门做求解编方程的求解器。我们求解器是针对于刚性偏方程的工作,可以在大时间尺度下做相关计算,而且计算结果基本保持一致,这个目前可以应用在很多领域,包括计算力学、材料科学、化学、生物科学等。”王彦棡说。

因为IPCC主要支持的是各大机构的开源软件,因此第二部分的工作针对于开源软件做算法的开发。目前中科院超级计算中心IPCC主要做了DPD算法,并“注入”到Lustre里面,而最终的代码会以API的形式放到LAMMPS当中,也依然是开源的方式。

王彦棡表示,目前的代码优化工作效果是显著的,使得“一个节点可以发挥出相当于几十个节点的计算能力。”

谈到未来计划,王彦棡展示了中科院在“十二五”期间支持的重点应用情况,如“基于CPU蛋白质精确模拟大规模并行应用软件开发”、“行星流体动力学大规模并行数值模拟”等,每个应用几乎都是5000核以上计算量。未来,IPCC将在中科院开发的代码基础之上做一次技术的扩展,选择比较合适的算法向至强融核移植。

“目前,我国研发的超级计算机‘天河二号’已经连续五次稳坐全球HPC TOP500排行版冠军宝座,但是我国在相关软件上还是有一定的缺乏,IPCC给了这么好的机会,我们也想通过自己的方法,也希望用比较先进的开源软件来做这方面的事情。”王彦棡说。

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