2021年國際超級電腦大會（International Supercomputing Conference）上，英特爾透過一系列的技術發表、合作夥伴與客戶採用案例，展示公司如何延伸其高效能運算（high performance computing、HPC）的領先地位。
英特爾以 XPU 展示高效能運算領先地位
英特爾處理器是全球超級電腦之中最為廣泛部署的運算架構，推動全球醫藥發展和各種科學突破。英特爾不僅展示用於 HPC 和 AI 的 Xeon 處理器之進階優勢，亦連帶揭示適用於一系列 HPC 使用情境的記憶體、軟體、京級（exascale class）儲存和網路技術的創新。
高效能運算領先地位更上層樓
今年四月，英特爾發表第 3 代 Intel Xeon 可擴充處理器，藉此擴大在 HPC 的領先地位。最新款處理器於生命科學、金融服務與製造等一系列 HPC 工作負載之中，相較前一世代處理器最高可提供 53％ 的效能增加。
相較於定位最接近的 x86 競爭者產品，第 3 代 Intel Xeon 可擴充處理器於多種常見的 HPC 工作負載均可提供更好的效能。例如 Xeon 可擴充 8358 處理器與 AMD EPYC 7543 處理器相互比較時，NAMD 表現提升 62％、LAMMPS 表現提升 57％、RELION 表現提升 68％、二項式選擇權表現提升 37％。更棒的是，蒙地卡羅模擬表現達 2 倍有餘，讓金融公司能夠用一半的時間達到定價結果。Xeon 可擴充 8380 處理器相較於 AMD EPYC 7763 處理器，於 20 項關鍵 AI 工作負載測試提升 50％ 的效能表現。HPC 實驗室、超級電腦中心、大學以及 OEMs，選擇採用英特爾最新一代運算平台打造 HPC 解決方案，這其中包含 Dell Technologies、HPE、韓國氣象廳、Lenovo、Max Planck Computing and Data Facility、Oracle、大阪大學以及東京大學。
下一世代 Intel Xeon 可擴充處理器整合高頻寬記憶體
包含建模與模擬（如計算流體力學、氣候與天氣預報、量子色動力學）、人工智慧（如深度學習訓練和推論、分析（如大數據分析）、記憶體資料庫、儲存以及其它對人類科學突破注入動力的工作負載。下一代 Intel Xeon 可擴充處理器（代號 Sapphire Rapids）將提供整合高頻寬記憶體（HBM），能夠顯著提升處理器的可用記憶體頻寬，大幅度提升對記憶體頻寬敏感的 HPC 應用的效能，使用者能夠單純使用高頻寬記憶體處理負載工作，亦可結合 DDR5。
整合 HBM 的 Sapphire Rapids 處理器，早期成功案例包括位於阿崗國家研究所的美國能源部 Aurora 超級電腦，以及位於洛色拉莫士國家實驗室的 Crossroads 超級電腦。
「若要達成京級運算規模，需要高速存取並處理巨量的資料。將高頻寬記憶體整合進入 Intel Xeon 可擴充處理器，能夠顯著強化 Aurora 超級電腦的記憶體頻寬，並讓我們能夠利用人工智慧與資料分析的優勢，執行更先進的模擬與 3D 建模。」－Rick Stevens，阿崗國家研究所環境與生命科學運算實驗室副主任。
洛色拉莫士國家實驗室武器物理實驗室副主任 Charlie Nakhleh 表示：「出於科學與國家安全目的，Crossroads 超級電腦被設計用來推動複雜物理系統的研究。英特爾下一世代 Xeon 處理器 Sapphire Rapids 加上高頻寬記憶體，將大幅度提升我們 Crossroads 系統內部記憶體密集工作負載的效能。這款（指整合 HBM 的 Sapphire Rapids）產品加速最為大量的複雜物理與工程運算，讓我們能夠在全球安全、能源技術和經濟競爭力方面，達成主要的研發責任。」
Sapphire Rapids 平台將為加速 HPC 提供獨特的功能，包含 PCI Express 5.0 提升 I/O 頻寬（相較於 PCI Express 4.0），以及 Compute Express Link（CXL）1.1 支援性，開啟橫跨運算、網路、儲存的進階使用情境。
除了記憶體和 I/O 進一步升級之外，Sapphire Rapids 新增內建 Intel AMX（Advanced Matrix Extensions）的 AI 加速引擎，為 HPC 與人工智慧工作負載最佳化。Intel AMX 專為大幅度提升深度學習推論和訓練所設計。多個客戶已經決定使用 Sapphire Rapids，包含 CINECA、Leibniz Supercomputing Centre（LRZ）和阿崗國家研究所，以及洛色拉莫士國家實驗室的 Crossroads 系統團隊和桑迪亞國家實驗室。
Intel Xe-HPC GPU（Ponte Vecchio）過電開機
今年稍早，英特爾採用 Xe-HPC 為基礎的 GPU（代號 Ponte Vecchio）已能夠成功開機，目前正處於系統驗證過程。Ponte Vecchio 是一款以 Xe 架構為基礎的 GPU，為 HPC 和 AI 工作負載最佳化。它將利用英特爾的 Foveros 3D 封裝技術優勢，整合多個 IP 至單一封裝，包含 HBM 以及其它智慧財產。這款 GPU 由運算、記憶體以及內部互連所打造，滿足如 Aurora 等全球最先進超級電腦不斷變化的需求。
Ponte Vecchio 將提供 OCP Accelerator Module（OAM）外型規格或是子系統，為 HPC 應用提供所需的 scale-up 和 scale-out 功能。
英特爾乙太網路功能延伸至 HPC
英特爾同步發表其新款採用乙太網路的 High Performance Networking（HPN）解決方案，透過使用標準的 Intel Ethernet 800 系列網路卡與控制器、基於 Intel Tofino P4 可程式化乙太網路交換器 ASIC 的交換器，以及 Intel Ethernet Fabric suite 軟體，將乙太網路技術功能延伸至 HPC 領域的較小型叢集之中。HPN 能夠以更低的成本提供等同於 InfiniBand 的應用效能，並享受乙太網路的易用性。
英特爾商業化 DAOS
英特爾正為 DAOS（distributed asynchronous object storage）導入商業化支援。這是一款開放原始碼軟體定義物件儲存，旨在橫跨英特爾 HPC 架構的資料交換作業最佳化。DAOS 基礎建立於 Intel Exascale 儲存堆疊之上，日前由阿崗國家研究所發表，已獲得英特爾的客戶如 LRZ 和 JINR（Joint Institute for Nuclear Research）所採用。
DAOS 即日起以 L3 支援產品的方式提供給合作夥伴，讓合作夥伴能夠透過與其服務相結合的方式，提供一個完整的統包儲存解決方案。除了英特爾所擁有的資料中心構件以外，這款新商業模式的先期合作夥伴包含 HPE、Lenovo、Supermicro、Brightskies、Croit、Nettrix、Quanta 和 RSC Group。
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