Knights Ferry alias Larrabee

Exaflop-Supercomputer ist bis 2018 möglich

Intel hat ein ambitioniertes Ziel. Bis 2018 will der Prozessorhersteller mit seinen Partnern den ersten Exaflop-Computer realisieren. Ein Jahr früher als erwartet und mit nur 20 Megawatt Leistungsaufnahme dank Intels Knights Ferry.

2018 soll mit Hilfe von Intels Knights-Ferry, früher bekannt als das Grafikkartenprojekt Larrabee, der erste Exaflop-Supercomputer fertiggestellt werden. Damit wäre Intel ein Jahr früher fertig, als die Macher der Top-500-Liste erwarten. Bis zum Ende des Jahrzehnts will Intel sogar 4 Exaflops erreichen. Bisher gibt es von Knights Ferry nur Entwicklungsstationen. Die aktuellen Karten sind mit 32 Kernen ausgestattet. Mit dem 22-nm-Fertigungsprozess sollen es mindestens 50 Kerne werden, wie Datacenter-Chef Kirk Skaugen auf dem ISC 2011 nochmals bestätigte. Mit dem 22-nm-Prozess erhofft sich Intel 37 Prozent mehr Rechenleistung bei niedriger Spannung und 50 Prozent weniger Leistungsaufnahme bei konstanter Belastung.

Die Knights-Ferry-Anpassung soll einfach sein.

Der Knights-Ferry-Supercomputer soll dabei nur das Doppelte der elektrischen Leistungsaufnahme haben, die die derzeitige Nummer 1 hat, also 20 Megawatt für ein Exaflop. Der K Computer braucht rund 10 Megawatt für 8 Petaflops.

Mit den bisherigen Systemen ist Intel mit Partnern schon gut vorangekommen. Den von Intel ausgelieferten Karten sieht man mittlerweile nicht mehr an, dass sie ursprünglich als Grafikkarten entworfen wurden. Auf dem ISC 2010 zeigte Skaugen eine Knights-Ferry-Karte, die wie eine Grafikkarte aussah.

Mit einer Knights-Ferry-Karte und einem Xeon-Prozessor (X5680, sechs Kerne mit je 3,33 GHz) zusammen hat Intel eigenen Angaben zufolge bereits 772 GFlops erreicht. 8 der Karten mit je 32 Kernen kommen in einem 19-Zoll-Server mit vier Höheneinheiten auf 7,4 TFlops. Die dazugehörige Software wie Treiber und Compiler sind allerdings noch im Alphastadium.

Für HPC-Entwickler soll der Umstieg von Xeon-basierten Supercomputern auf Knights-Ferry-Systeme sehr einfach sein. Der Programmcode muss laut Intel kaum modifiziert werden, um Berechnungen zu Knights-Ferry-Karten zu schicken. Zudem sollen dieselben Werkzeuge für die Softwareentwicklung benutzt werden können. Partner SGI zeigte eine PI-Berechnung, die mit einer einzigen Zeile statt auf die CPU zu den Knights-Ferry-Karten geleitet wird.

Als ein weiteres Beispiel zitiert Intel das LRZ, wo bisheriger Code für Xeon-CPUs binnen weniger Stunden auf ein Knights-Ferry-System portiert wurde. Intel nennt für diese Anwendung mit Matrizenmultiplikationen eine Rechenleistung von 650 Gigaflops - gibt aber nicht an, wie viele Knights-Ferry-Karten dafür nötig waren.

Die neue Maschine namens "SuperMIC" des LRZ mit 8.000 Westmere-Kernen arbeitet noch nicht mit den Knights-Ferry-Karten, wie ein Sprecher des Rechenzentrums Golem.de sagte.

Um die Ziele für Knights Ferry zu erreichen, müssen auch Speichertechniken gewechselt werden. Von traditionellen Festplatten muss sich wohl verabschiedet werden. Solid State Disks wären die dazugehörige Technik mit möglichst hohen IOPS-Werten. Nicht unbedingt auf dem SATA-Standard basierend, wie Kirk Skaugen von Intel augenzwinkernd auf die Frage nach PCIe-SSDs andeutete. Intels Flashspeicher-Partner Micron hat bereits eine PCIe-SSD mit IOPS-Werten im Bereich von 750.000 angekündigt.

Nachtrag vom 21. Juni 2011, 10:00 Uhr:

Das LRZ hat den Namen des SuperMIC auf seinen Webseiten in SuperMIG geändert. In den Top500 findet sich der Rechner aber noch unter der ersten Bezeichnung auf Platz 166. SuperMIG sollte zudem auch nicht mit SuperMUC verwechselt werden - dieser Rechner mit geplanten 3 Petaflops soll erst Mitte 2012 in Betrieb gehen, SuperMIG ist ein Migrationssystem, mit dem die Wissenschaftler den Wechsel vom bisherigen Itanium- auf x86-Code erproben. [von Nico Ernst und Andreas Sebayang]