Oprogramowanie i narzędzia HPC

Systemy obliczeniowe dużej skali (HPC) mogą usprawnić analitykę, SI i inne inicjatywy o decydującym znaczeniu dla przedsiębiorstwa. Programiści potrzebują narzędzi na potrzeby tworzenia szybkich aplikacji HPC, które skalują się w nowych architekturach rozproszonych.

Najważniejsze wnioski:

  • Programiści potrzebują narzędzi niezbędnych do przetwarzania równoległego wysokiej wydajności w systemach HPC.

  • oneAPI umożliwia programowanie zgodne ze standardami w różnych architekturach, a także wydajność i skalowalność niezbędną na potrzeby aplikacji HPC.

  • Zestawy narzędzi Intel® oneAPI zapewniają zasoby niezbędne do przyspieszenia tworzenia oprogramowania HPC.

  • Zaangażowanie firmy Intel na rzecz otwartych standardów branży zapewnia elastyczność i współdziałanie na potrzeby oprogramowania HPC.

author-image

By

Przyspiesz obciążenia robocze HPC w różnych architekturach

Wiele firm przyspiesza działania z zakresu big data i analityki za pomocą systemów HPC, które rozpraszają proces obliczeń na wiele węzłów, uruchamiając obciążenia robocze równolegle w celu szybszego uzyskania wyników.

Przekształcanie oprogramowania w celu działania w klastrach HPC i efektywne programowanie przetwarzania równoległego wysokiej wydajności może być skomplikowane i czasochłonne z punktu widzenia programistów. Jednak można znacznie skrócić ten proces przy użyciu odpowiednich narzędzi programowych.

Jednocześnie programiści stają przed rosnącą potrzebą przyspieszenia wyspecjalizowanych obciążeń roboczych na różnych architekturach, od procesorów po akceleratory, takie jak procesory graficzne i układy FPGA. W tym przypadku zmagają się również z szeregiem czasochłonnych i generujących koszty problemów, starając się zapewnić współpracę oprogramowania z jak największą liczbą typów sprzętu i modeli obliczeniowych.

Aby ułatwić rozwiązywanie wspomnianych problemów, firma Intel oferuje szereg narzędzi i zasobów HPC, ułatwiających programistom tworzenie aplikacji o wysokiej wydajności zoptymalizowanych na potrzeby przetwarzania równoległego w wielu architekturach. Zostały one opracowane na bazie oneAPI, modelu umożliwiającego programowanie zgodne ze standardami w różnych architekturach.

Narzędzia dla programistów Intel® oneAPI HPC

Programiści mogą łatwiej tworzyć, analizować, optymalizować i skalować aplikacje HPC w różnych architekturach za pomocą zestawów narzędzi Intel® oneAPI Base Toolkit oraz Intel® oneAPI HPC Toolkit. Zasoby te obejmują najnowocześniejsze techniki w zakresie wektorowania, wielowątkowości, szeregowania wielowęzłowego i optymalizacji pamięci, umożliwiając łatwiejsze tworzenie oprogramowania na potrzeby HPC.

Co umożliwia zestaw narzędzi Intel® oneAPI HPC Toolkit

Obudowa Analiza Skalowanie
Uprość proces wdrażania oprogramowania HPC na procesorach i akceleratorach za pomocą wiodącej w branży technologii kompilatora i bibliotek Intel®. Szybko oceń wydajność aplikacji, wpływ wykorzystania zasobów na kod i obszary z możliwością optymalizacji w celu zwiększenia wydajności w różnych architekturach. Wdrażaj aplikacje i rozwiązania na systemach obliczeniowych pamięci współdzielonej i pamięci rozproszonej (takich jak klastry) z wykorzystaniem zgodnej ze standardami biblioteki MPI i testów porównawczych, narzędzia do analizy MPI, narzędzi dostrajania klastra i narzędzi do kontroli kondycji klastra.

Składniki zestawu narzędzi Intel® oneAPI HPC Toolkit

  • Intel® oneAPI DPC++/C++ Compiler: użyj zgodnego ze standardami kompilatora C++ z obsługą OpenMP, aby wykorzystać większą liczbę rdzeni i wbudowane technologie procesorów, procesorów graficznych i platform FPGA Intel® (Intel® Xeon®, procesory Intel® Core™ z kartą graficzną procesora Intel®, procesory graficzne architektury Intel® Xe).
  • Intel® C++ Compiler Classic: użyj zgodnego ze standardami kompilatora C++ z obsługą OpenMP, aby wykorzystać większą liczbę rdzeni i wbudowane technologie platform opartych na skalowalnych procesorach Intel® Xeon® i procesorach Intel® Core™.
  • Intel® Cluster Checker: zweryfikuj bezproblemową współpracę składników klastra, aby zapewnić optymalną wydajność, dłuższy czas pracy i mniejszy całkowity koszt posiadania.
  • Intel® Fortran Compiler: użyj zgodnego ze standardami kompilatora Fortran z obsługą OpenMP, aby odciążyć procesor i procesor graficzny.
  • Intel® Fort Compiler Classic: zgodny ze standardami kompilator Fortran obejmuje obsługę OpenMP, co zapewnia ciągłość istniejących przepływów pracy z priorytetem dla procesora.
  • Intel® Inspector: lokalizuj i debuguj błędy wątkowości, pamięci i pamięci trwałej we wczesnym etapie cyklu projektowania w celu uniknięcia kosztownych błędów w późniejszym czasie.
  • Intel® MPI Library: zapewniaj elastyczną, wydajną i skalowalną wymianę informacji w klastrach opartych na architekturze Intel®.
  • Intel® Trace Analyzer and Collector: poznaj zachowanie aplikacji MPI podczas całego czasu jej pracy.

(Uwaga: zestaw narzędzi HPC to dodatek do zestawu narzędzi Intel® oneAPI Base Toolkit, który jest wymagany w celu uzyskania pełnej funkcjonalności).

HPC z architekturami SI i big data

Obciążenia robocze SI i analiz są podstawowym zastosowaniem systemów HPC. W przypadku tych zastosowań do wykonania zadania niezbędne są duże ilości obliczeń. Chociaż aplikacje SI i big data są zwykle uruchamiane na tradycyjnych systemach jednowęzłowych, organizacje coraz powszechniej przechodzą na technologię HPC, aby przyspieszyć przepływy pracy i poprawić wyniki.

Intel oferuje zestaw narzędzi analitycznych Intel® oneAPI AI Analytics Toolkit umożliwiający przyspieszenie zadań z zakresu SI oraz analityki. Ten kompleksowy pakiet zapewnia analitykom danych, programistom SI i badaczom znajome narzędzia Python oraz architekturę SI umożliwiające przyspieszenie obciążeń roboczych z zakresu kompleksowej analizy danych i analityki z wykorzystaniem architektury Intel®.

Podobnie jak w przypadku zestawu narzędzi HPC Toolkit, składniki zestawu narzędzi AI Analytics Toolkit są opracowane przy użyciu bibliotek oneAPI na potrzeby optymalizacji obliczeń niskiego poziomu. Ten zestaw narzędzi zapewnia kompleksowe zwiększenie wydajności od przetwarzania wstępnego po uczenie maszynowe i umożliwia współdziałanie w celu efektywnego opracowania modelu.

Wykorzystanie zestawu narzędzi AI Analytics Toolkit umożliwia:

  • realizację wysokiej wydajności uczenia głębokiego na procesorach i procesorach graficznych Intel oraz integrację szybkiego wnioskowania z przepływem pracy dotyczącym rozwoju SI za pomocą zoptymalizowanych pod kątem zasobów Intel struktur na potrzeby platformy TensorFlow i PyTorch, wstępnie przeszkolonych modeli oraz narzędzi o niskiej precyzji,
  • przyspieszenie przepływów pracy dotyczących wstępnego przetwarzania danych i uczenia maszynowego za pomocą zoptymalizowanych pod kątem zasobów Intel takich elementów, jak pakiety Python do intensywnych obliczeń, Modin, scikit-learn i XGBoost,
  • uzyskanie bezpośredniego dostępu do analityki i optymalizacji SI firmy Intel, zapewniających płynną współpracę elementów oprogramowania.

Oprogramowanie open source

oneAPI jest oparty na standardach otwartej branży. Wykorzystanie tego narzędzia podczas tworzenia aplikacji HPC pozwala uniknąć problemów związanych z zastrzeżonym kodem i zwiększać możliwości biznesowe. To otwarte podejście do oprogramowania i optymalizacji HPC.

Za pomocą zestawów narzędzi Intel® oneAPI bazujących na oneAPI możesz zagwarantować współdziałanie tworzonych rozwiązań w zakresie standardów HPC, takich jak C++, Fortran, Python, OpenMP na potrzeby łatwej integracji ze starszym kodem. W ten sposób możesz zapewnić elastyczność wymaganą do wdrożenia rozwiązań w różnych architekturach i modelach obliczeniowych.

Ponadto firma Intel jest członkiem społeczności OpenHPC. OpenHPC to oprogramowanie typu open-source platformy HPC dla systemów opartych na architekturze Intel® ułatwiające instalację systemów HPC i zarządzanie nimi poprzez ograniczenie działań w zakresie integracji i weryfikacji niezbędnych do uruchomienia zestawu oprogramowania HPC.

Od czego zacząć

Skorzystaj z inteligentnych sposobów przyspieszonego programowania HPC. Bezpłatnie korzystaj z naszych zestawów narzędzi, pobierając je lub używając w ramach Intel® DevCloud:

Często zadawane pytania

Często zadawane pytania

Firma Intel zapewnia szereg narzędzi i zasobów HPC, które pomagają programistom usprawnić i przyspieszyć proces programowania w systemach HPC. Wykorzystując nasze narzędzia, mogą łatwiej tworzyć aplikacje HPC wysokiej wydajności dla różnych architektur, które działają na systemach HPC z jednym lub wieloma węzłami i rozproszonych systemach HPC wykorzystujących różne architektury Intel® (procesory, procesory graficzne oraz platformy FPGA).