ハイ パーフォーマンス コンピューティング
テクノロジーへの挑戦

2004年 3月 4日
池井 満
HPC 担当マネージャ
インテル㈱1*Other brands and names are the property of their respective owners© Copyright 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

目次
 インテル社とは
 ＨＰＣの動向
 クラスタ構成に必要な技術
 モジュラー・コンピューティング

2*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

1

インテルの製品

クライアントネットワークサーバ

コンピュータ業界と通信業界を融合させる
End-toEnd
to-End のビルディング・ブロックを提供
End-to-End
3*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

シリコン半導体技術2010年
10,000~2B Transistors

1,000

1.8B

Itanium2®
Itanium®
Xeon®

100
10

Pentium® Pro

30GHz~30 GHz

100,000

6.5GHz
3 GHz

1,000

1,000

100
10

386
286
0.1
8086
8085
0.01
8080
8008
0.001 4004

’80

’90
Transistors

1
0.1
’00

’10

14GHz

10,000

486

1

’70

1,000,000
100,000

’70

286
8086
8085
8080
8008
4004

’80

Itanium® proc
Pentium® Pro
Pentium® proc
486
386

’90

’00

’10

Frequency“2010年までに30 GHz デバイス,
2010年までに30
デバイス, 10 nm またはそれ以下で
1T 命令クラスの性能を実現可能か”(1)1) Pat Gelsinger, Intel CTO, Spring 2002 IDF

4*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

2

半導体製造技術

90nm
Strained シリコン
トランジスタ16nm
ナノ・デバイス構造
Si ナノワイヤ・プロトタイプ

45nm
High-K Gate Dielectrics

製造工場 (90nm)

65nm
0.57 μm2SRAM Cells

300mm ウエファ

www.intel.com/research/silicon
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半導体製造技術

6*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

3

半導体製造技術

7*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

水平マーケット展開
Applications

アプリケーションとソリューション
数１０００のソフトウェア開発会社, システムインテグレータ,と サービスプロバイダ

Middleware

vice
Directory
Web ser
OSCAR MiddlewareGLOBUS services
SCYLD
s
Tools
100’s of ISVs
base
Java*
Data

OS

オペレーティングシステム
Microsoft, Unix, Linuxシステム

HardwareArchitecture

１２，３の OEMs
数100のディストリビュータ

I/O
InfiniBand*
PCI-EXpress
Ethernet

プロセッサ

チップセットItanium™ Architecture
IA-32 ArchitectureIntel chipsets
3rd Party chipsets
OEM custom chipsets

インテルベースの水平ソリューションにおける研究開発費はSun
Sunの単独（垂直）の単独（垂直）インテルベースの水平ソリューションにおける研究開発費はインテルベースの水平ソリューションにおける研究開発費はSunの単独（垂直）(1)の研究開発費の$1.6B$1.6Bに対してに対して$19.0B$19.0B
（
約２兆３千億円））の研究開発費の約２兆３千億円(1)の研究開発費の$1.6Bに対して$19.0B（約２兆３千億円）
1: 2000 R&D spending for Intel, Microsoft, Compaq, Dell, HP, SGI & IBM; Source: 2000 Annual Reports

8*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

4

目次
 インテル社とは
 ＨＰＣの動向
 クラスタ構成に必要な技術
 モジュラー・コンピューティング

9*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

Intel社のスーパコンピュータ

Paragon

Intel
Intel
Scientific
ScientificFoundedFoundediPSC/860:/860: Wins
iPSC
iPSC/860:
Wins
GordonGordon Bell
Bell prize
prize

1985
1985

Paragon:Paragon: Breaks
BreaksDelta
Delta records
records

1990
1990
iPSC/2/2
iPSC
iPSC/2

Delta:’sWorld
Delta: World’World’s
fastestfastest computer
computerASCIASCI RedRed upgrade:
upgrade:Regains’s
world
Regains title
title asas world’world’s
fastestfastest computer
computer

1995
1995

2000
2000

ASCI
ASCI Red:Red:World’’s First
World
World’sFirst TFLOPTFLOPiPSC/1/1
iPSC
iPSC/110*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

5







カスタム CPUs
カスタム メモリz COTS CPUs
カスタム パッケージング z COTS メモリ
カスタム インターコネクト z カスタム パッケージング
カスタム OSz カスタムインターコネクト
z カスタム OS
1980
1980
~$5
~$5million/gigaflop
million/gigaflop

1990
1990
~$200K~$200K/gigaflop/gigaflop

From
From~1GF~1GFÆÆ~100’s~100’sGF
GFÆÆ>10TF>10TF

COTS CPU
COTS メモリz COTS パケージング
z COTS インターコネクト
z COTS OS
z
z

2000
2000
<$2K
<$2K/gigaflop/gigaflop
11*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

New Proof Point: Thunder From Concept to Deployment in Five Months
 Target Performance of 20TFLOP Peak
 Highest Performance COTS based solution in the world
 Approximately 3,840 Intel® Itanium® Processors

12*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

6

Intel in
Top500 Supercomputers
Count

184

184

250
Itanium Processor Family
Xeon Processor Family

200

32

119
150

19

100

56
50

3
0
Jun,02

Nov,02

Jun,03

Nov,03

Source: Latest TOP500 list, Nov. 2003. Data available at: www.top500.org/lists

13*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

Intel® and Top 500
 189 Intel-based systems on Top500 list
– MSS leader with 37% of system being iA based,displacing RISC architectures– November 2002: 56 systems to November 2003: 189
systems– >40% of deployments into commercial segments

 40% of top ten systems– NCSA (#4), Lawrence Livermore Nat’l Lab (#7, #10),
Pacific Northwest National Labs (#5)

 Intel® Itanium® processor-based systems– From 19 systems in June to 32 in November

14*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

7

Intel® and Top 500

Percentage of Top 500

40
35
30
25

Intel
AMD*
Power*

20
15
10
5
0

Jun '02

Nov '02

Jun '03

Nov '03

Source: www.top500.org
15*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

目次
 インテル社とは
 ＨＰＣの動向
 クラスタ構成に必要な技術
 モジュラー・コンピューティング

16*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

8

クラスタ構成に必要な技術
 プロセッサ チップセット プラットフォーム
 インターコネクト
 ソフトウェア

17*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

プロセッサIntel® Itanium® プロセッサは現在と将来の64-bit HPC分野での計算要求を意識して作られた
performance 2P,
4P, 8P, 8P+
highhigh-end servers

例えば将来の革新的な HPC分野で使用される広大なメモリ空間を必要
HPC分野で使用される広大なメモリ空間を必要とする,とする, 大規模なSMP
大規模なSMP systems, 複雑な highhigh-end 浮動小数点 アプリケーション,
ーション, 6464-bit 整数アプリケーション

4P, 8P, 8P+
rack optimized,pedestal servers

Intel® Xeon™ プロセッサは現在主流の32-bit HPC分野を意識して作られた2P
rack optimized,pedestal servers

例えば今日のHPCに関わる多くの32
32-bitアプリケーション、
例えば今日のHPCに関わる多くのbitアプリケーション、 分散アプリ
ケーションサーバ、 peerpeer-toto-peerのサーバ環境、peerのサーバ環境、
高速32-bit 整数アプリケーション
高速32-

UP, DP
Rack, blades, lowpower bladesIntel® Pentium® 4 プロセッサは 分散環境の高性能端末
peer-to-peer等の分野を意識して作られた
例えばHPCに関わる端末アプリケーション、 peer例えばHPCに関わる端末アプリケーション、
peer-toto-peer端末としpeer端末としての最高性能 （Java,XML（Java,XML…)

18*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

9Intel® Itanium® プロセッサ・ファミリの拡がり
製品ラインアップ

Itanium® 2 プロセッサ 6MB

最高性能を

Launched
June 30, 2003

¾ 1.5GHz で最大 6MB L3キャッシュ
L3キャッシュ,, MP 構成が可能¾ ピーク性能 6 GFLOPS, プロセッサあたり 48 GB/s キャッシュ転送幅¾ 業界トップレベルの高性能,
業界トップレベルの高性能, 高スケーラブル性 で最も要求の過酷なエ
ンタープライズや科学技術計算に対応

Itanium® 2 プロセッサ 1.40GHz, 1.5MB

性能価格比を¾ 1.40GHz で 1.5MB L3キャッシュ
L3キャッシュ,, DP 構成用¾ RISCに対して圧倒的な性能価格比を実現
RISCに対して圧倒的な性能価格比を実現¾ DP 技術計算用プラットフォーム、クラスタ・システムに最適

Low Voltage Itanium® 2 プロセッサ

低消費電力をNew!

New!

¾ 1.0 GHz で 1.5MB L3キャッシュ
L3キャッシュ,, DP 構成用¾ 高密度実装用に低消費電力¾ 低めの価格のシステムを実現して低めの価格のシステムを実現して Itanium® プロセッサ・ファミリをエン
トリ・レベルの RISC 市場へも投入

Itanium® プロセッサ・ファミリに７０万円クラスのＤＰ ＷＳに最適化されたプロセッサが登場

19*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

Itanium® 2 プロセッサ 6M:
業界最高レベルの性能
121K
tpmC

1322

860 SD
Users

1930

$4.97
/tpmC

2119

116K

171.6
824K
GFLOPS
tpmC+23% +33% +115% +48% +104% +90% +20% +20%
Best
RISC
Result#1Overall

#1
4-way

#1
>100K
tpmC

#1
4-way

#1
2-way

#1
4-way

#1
32-way

$8.28
/tpmC

+8%

~+1%

#1
singlesystem#1
Top-Ten

Linpack$/tpmC3
TPC-C8$/tpmC8
SPECint_ SPECfp_ TPC-C3
SAP
SPECweb SPECjbb
With Same
Number of
4P
HPC7
base20001 base20002
4P
2-tier SD4
99_SSL5
20006
System1
Source www.spec.org : Itanium® 2 processor results measured on HP Server rx2600 using Itanium® 2 processor 6M at 1.5GHz, HP-UX operating system and submitted to SPEC. SPECint* is aSingle
trademark of SPEC*.
Best
Processors RISC result 1Pof 1077 on eServer pSeries
32P
1P IBM 690 using Power4+ 1.7GHz processor.
4P
2P
4P
2

3

4
5
6

7
8

Source www.spec.org : Itanium® 2 processor results measured on HP Server rx2600 using Itanium® 2 processor 6M at 1.5GHz, RedHat Linux AS2.1 operating system and submitted to SPEC. SPECfp* is a trademark of
SPEC*. Best RISC result of 1598 on eServer pSeries IBM 690 using Power4+ 1.7GHz processor.
Source www.tpc.org : Itanium® 2 processor results of 121,065 tpmC and $4.97/tpmC on HP Server rx5670 using 4 Itanium® 2 processors 1.5GHz with 6MB L3 cache, 64GB memory, Microsoft Windows Server 2003
Enterprise Edition and Microsoft SQL Server 2000 Enterprise Edition 64-bit, availability date 8/1/03. Best published RISC result of 56,375 tpmC and $9.44/tpmC on HP AlphaServer using 4 ES45 processors 1.25GHz, 32GB
memory, availability 09/27/02.
Source: www.sap.com/benchmark. Itanium® 2 processor results measured on HP Server rx5670 using 4 Itanium® 2 processors 1.5GHz with integrated 6MB L3 cache, 24GB of memory, HP-UX 11i, SAP rev 4.6 C, Oracle 9i.
Best RISC result of 420 from www.sap.com/benchmark on AlphaServer ES45 1000MHz.
Source: www.spec.org: Itanium® 2 processor result of 1930 on HP Server rx2600 using 2 Itanium® 2 processors 1.5GHz with 6MB L3 cache, 12GB memory, HP-UX 11i v2, Zeus 4.2r2 and submitted to SPEC. Best RISC
result on Sun Fire* 280R result of 1008 with 2 UltraSPARC* III Cu processors at 1.2GHz with 8MB L2 cache (off chip), Solaris* 9, Sun ONE Web Server 6.0 SP5, 32GB RAM, published 4/03.
Source: www.spec.org for Best published RISC result of 96,377 on eServer pSeries IBM 655 using 4 Power4+ 1.7GHz processors, 16GB memory, AIX 5L V5.2 APAR IY43549, JVM J2RE 1.4.1 IBM AIX build cadev20030410. Itanium® 2 processor 6M result of 116,466 measured by HP on HP Server rx5670 using 4 Itanium® 2 processors 6M at 1.5GHz with integrated 6MB L3 cache, 16GB of memory, HP-UX 11i v2.0, JVM Hotspot
1.4.2.00 and submitted to www.spec.org. SPECjbb* is a trademark of SPEC at www.spec.org.
Source: NEC Corporation for Itanium® 2 processor 6M results of 171.6GFLOPs on "NEC HPC Server TX7/i9510, aka NEC Express5800/1320Xc in the US market“ with 32 Itanium® 2 processors 6M at 1.5GHz, 256GB RAM,NEC IA-64 Linux R3.2. Source: http://www-1.ibm.com/servers/eserver/pseries/hardware/system_perf.pdf for Best RISC result of 143.3GFLOPs on IBM eServer p690 with 32 Power 4+ processors at 1.7GHz.
Source: www.tpc.org: HP Integrity Superdome, 824,164 tpmC at $8.28/tpmC, with 64 Intel Itanium 2 processors, each at 1.5 GHz with 6MB of L3 cache, running HP UX 11.iv2 64-Bit Base OS and Oracle Database 10G
Enterprise Edition, with 512 GB RAM. Availability date: 12/31/2003. Best single system RISC using IBM eServer pSeries 690 Turbo 7040-681, 763,898 tpmC, $8.31/tpmC, with thirty two (32) IBM Power4+ processors at
1.7GHz, running IBM AIX 5L V5.2, IBM DB2 UDB 8.1, 512GB RAM, Availability date: 11/08/2003.
Results as of 7/30/03.
Performance tests and ratings are measured using specific computer systems and/or components and reflect the approximate performance of Intel products as measured by those tests. Any difference in system hardware orsoftware design or configuration may affect actual performance. Buyers should consult other sources of information to evaluate the performance of systems or components they are considering purchasing. For more
information on performance tests and on the performance of Intel products, reference www.intel.com/procs/perf/limits.htm or call (U.S.) 1-800-628-8686 or 1-916-356-3104

20*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

10

HPCに適する ItaniumR アーキテクチャ
Itanium® 2 プロセッサ (Madison)50-bit 物理 で 64-bit 仮想アド
レス空間

1024 TB
秒あたりの計算を加速する広い
メモリ バンド幅

6.4GB/s Bus

大きくて低レイテンシのオンダイ
キャッシュがデータアクセスを高
速化

6 MB
8

並列実行ポートで円滑に実行

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
レジスタ リソース
128 浮動小数点, 整数, 8 分岐,
64 プレディケート, 96 ローテート

複雑な科学技術計算に対応する
高精度 数値/超越関数ライブラリ

6 整数,
3 分岐

2 FP,
1 SIMD

2 ロード と
2 ストア

1.5 GHz

大きな、複雑負荷を処理し、ルー
プ・アンロールしたコードの実行を加速

２つの 82-bit FMACs （128-bitバス） 効率の良い単精度・倍精度の乗加算をサポート

6 命令 / サイクル

Itanium®
® アーキテクチャはＨＰＣに必要な高密度の計算ニーズ
Itanium
Itanium®
アーキテクチャはＨＰＣに必要な高密度の計算ニーズを満足するために並列度の高い設計となっているを満足するために並列度の高い設計となっている
21*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

Itanium® Architecture: Explicit Parallelism
Itanium® architecture

Traditional
Original
SourceCode

Hardwarecompilercompiler

Parallel
Machine Code

Original
SourceCodeparallelized
parallelized
code
code

ItaniumItaniumbased
compiler.. .. .. ..
. . . .

Multiple execution
units
resources used
more efficiently

Sequential
Machine Code

Execution Units unused –reduced efficiency

..
.

..
.

..
.

..
.

MassiveResources

Performance
PerformancethroughthroughParallelism
Parallelism
22*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

11

インテル® Itanium® プロセッサ・ファミリのロードマップ

最適なパフォーマンス

マルチ・プロセッサ (MP) 対応®

Itanium 2®

プロセッサ(Madison)
1.5GHz, 6M
1.4GHz, 4M
1.3GHz, 3M

Montecito

Itanium 2

デュアル・プロセッサ (DP) 対応®

Tukwila

デュアル・コア,
大容量キャッシュ
90nm 製造プロセス

プロセッサ(Madison 9M)
1.7GHz, 9M

マルチ・コア,旧Alphaチームと共に開発

優れた $ / FLOP®

Itanium 2
プロセッサ

Itanium 2

プロセッサ(Madison 9M-based)
1.6GHz, 3M, DP(Madison)
1.4GHz, 1.5M, DP

DimonaDP, Tukwilaベース

低消費電力

デュアル・プロセッサ (DP) 対応®

Millington
DP, Montecito-based®

LV Itanium 2g

LV Itanium 2

プロセッサ(Deerfield)
1.0GHz, 1.5M, DP

プロセッサ(Deerfield Refresh)
1.2GHz, 3M, DP

2003

2004

g低電圧版 インテル® Itanium® 2 プロセッサ
Tukwila, Dimona, Millington, Montecito, Madison,
Deerfield はそれぞれ開発コード名

LV Millington

LV Dimona

DP, Low Voltage
Montecito-based

DP, Low Voltage
Tukwilaベース

2005

次世代

All products, dates and information are preliminary and subject to change without notice

より先進的な機能を付加した
より先進的な機能を付加した
次世代のプラットフォームを計画
次世代のプラットフォームを計画

23

c 2003
Intel respective
Corporation.owners.
All Rights*Other brands and names are the propertyof their© Reserved.
2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

Itanium® Microarchitecture Evolution In
HPC
2001

2002

2003

800MHz
4MB L3-Cache
180nm

1GHz
3MB iL3-Cache
180nm
90-100W TDP

1.5GHz
6MB iL3-Cache
130nm
97-107W TDP

Core

Core

Core

Cache

Cache

Cache

2004

2005

Later

Montecito**

Tukwila**1.7GHz
9MB iL3-Cache>1.7MHz
24MB,
24MB
Dual-Core,
Multithread

Multi-core

Core

Core

Madison9M**

??

Cache

Cache
Core

Peak GFLOPs

4 per
Socket

6 per
Socket6.8 perSocket>12 perSocket>42 perSocketContinued
Continuedincrease
increasein
inperformance
performancewith
withlong
longterm
termroadmap
roadmap**codename

All products, dates, and figures are preliminary, for planning purposes only and are subject to change without notice.

24*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

12IntelR ItaniumR2 プロセッサ ベース プラットフォーム
Itanium®2 プロセッサ

大規模マルチプロセッサ
プラットフォーム

サーバ
プロセッサ

–追加された実行リソース–全域に渡ってデータ転送
速度を改善–オン・ダイ大容量 L3キャッL3キャッシュ–レイテンシが低く、転送バ
ンド幅の広いキャッシュシステム バス
スケーラブル ビルディング
ブロック構造400MHz, 6.4GB/s
128bits wide

3X
3X

2 つのPCI
つのPCI バス用PCI/PCI
バス用PCI/PCI--X ブリッジ
• PCIPCI-33 MHz• PCIPCI-66 MHz• PCIPCI-X (66/100/133 MHz)

チップセットIntel®
Intel®
E8870
E8870
ChipsetChipset• 性能最適化• バランスの取れた構造• 高速システムバス• 充実したRSA
機能充実したRSA機能

1.5X
1.5X

3x
3x

メモリ

I/O

メモリ
デュアルチャネル DDR 200

新しいレベルのＲＡＳ、性能、スケーラビリティを実現する
新しいレベルのＲＡＳ、性能、スケーラビリティを実現する
新世代のハイ・エンド
新世代のハイ・エンドプラットフォーム
プラットフォーム
25*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

Intel® Xeon™ プロセッサ・ファミリ性 能マルチプロセッサ (MP) 対応
PotomacPotomac

Tulsa
Tulsa

® TwinIntelIntel™ プロセッサMP
MP Intel®
Xeon
プロセッサ
Intel®
Twin Castle
Castle 4S
4SIntel®® Xeon™
Xeon™
プロセッサMPIntel®
® TwinIntel
Intel®
Twin Castle
Castle4S
4S対応チップセット
対応チップセット

対応チップセット
対応チップセット

(4MB
キャッシュ
(4MB L3
L3 キャッシュ)キャッシュ))

既存のプラットフォーム
既存のプラットフォーム

将来

デュアルコアデュアルコアL3
L3 キャッシュ容量増加
キャッシュ容量増加

新プラットフォーム
新プラットフォーム

デュアルプロセッサ(
デュアルプロセッサ(DP) 対応®

Intel
Intel®®
Xeon™
™
Xeon
Xeon™
プロセッサ
プロセッサ
(3.20
(3.20 GHz,
GHz,
1M)
>>1M)
既存の
既存の

NoconaJayhawk
Nocona (>3.
(>3. 22 GHz,
GHz, 1M)
1M) //Jayhawk‘‘Jayhawk’/
Jayhawk’
Jayhawk’/ 将来
将来
新規
新規
プラットフォーム
プラットフォーム

‘‘Lindenhurst’
Lindenhurst’
Tumwater’
Lindenhurst’ ‘‘Tumwater’Tumwater’800
プラットフォーム
MHz
800 MHzプラットフォーム
MHzプラットフォーム

533
533 MHz
MHz

2004

将来

2005

次世代

All products, dates and information are preliminary and subject to change without notice

価値の増大、加速するロードマップ
価値の増大、加速するロードマップ

26*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

13

Intel Enterprise Platform Example

x16 PCI Express
Graphics
x16 Next Generation
Workstation Graphics

MemoryMCH

Next Gen. LAN and SCSIPCI Express
Slots
x1 General Purpose I/O
BRIDGEPCI Express-to-PCI-X Bridge

Bridge for Technology
Transition from PCIPCI-X

PCI-X

 PCI Express* adapters connect directly to the MCH without a bridge– Lower latency and cost
– Fewer pins, less board space Bandwidth to support 10Gb technologies– “Future proofs” 2004 servers

 Bridge spec extends PCI-X investment for PCI Express
27*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

２００４年プラットフォーム技術の動向
 メモリ– DDR266, DDR333 から、より高速化可能で低消費電力なDDR2へ移行– さらにFBDヘ（シリアル化）

 ＩＯインターフェイス– PCI-X, PCI-X６４ から PCI-Expressへ（シリアル化） インターコネクト– ギガ・イーサネットから10GB、インフィニバンド*

 プラットフォーム管理– IPMI1.5からIPMI2.0へ

高性能・高信頼性を実現するためにプラットフォーム技術の高性能・高信頼性を実現するためにプラットフォーム技術のの標準化を推進しているの標準化を推進している

1) Pat Gelsinger, Intel CTO, Spring 2002 IDF

28*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

14

DDR/ DDR2 Feature Comparison
Characteristic

DDR
200/266/333/400

DDR2
400/533/667

Clock Frequency

100/133/166/200

200/266/333

Max Bandwidth

1.6/2.1/2.7/3.2 GB/s

3.2/4.2/5.3 GB/s

Data Width64/72 bits

64/72 bits

Signal Count

119

143

DIMM Pins

184

240

DRAM Package

66-pin TSOP

60/84-pin BGA

Banking Structure

4i

4i, 8iElectrical Interface

SSTL_2

SSTL_18

Voltage (Core/IO)

2.5/2.5/2.6*/2.6*

1.8/1.8

Clocking

Differential

Differential

Data Strobes

Single Ended

Differential

DIMM Types

4-36 Devices

4-36 Devices

Burst Length

2, 4, 84, 8DRAM Density

64Mbit - 1Gbit

256Mbit – 4Gbit* DDR-400 for Desktop

29*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

DDR2 - “Cool” Memory• Webbench (SSL+E-commerce) with 40 clients• 2.8GHz Dual Xeon with HyperThread enabled

DDR2
DDR2provides
providesreduced
reducedpower
powerand
andimproved
improved
thermalat
400Mbpsandbeyond.
thermal at 400Mbps and beyond.
30*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

15

Fully Buffered DIMM (FB-DIMM) Overviewz

New buffer and DIMM signaling technologyzChain of Links topology

24 Differential Pairs
Host

SMBus

CLK GenStandard
DRAMs

Up to 8
DIMMs

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

BufferBufferBuffer

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

DRAM

•••

CLK Buffer

Clock frequency scales with DRAM data rate

Buffer

Reference clocks
run at half speedof DRAM clock

31*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

Bandwidth Comparison* Actual performance ≈ 80% efficiency of theoretical

A single architecture replaces several older buses––AGP for video
PCI for networking and RAID

Ushers in new applications to the platform––

10 GbE Full Duplex and Infiniband x4 now achievable
High-end graphics and simulation in real time
32

*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

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Architecture Comparison
PCI

PCI Express*

Software

SoftwareTransaction

ProtocolData Link
Signaling

PhysicalMechanical

Mechanical

PCI Express Layering Enables
Scalability, Modularity and Reuse

33*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

Platforms

Technology Transition Summary
Application

Prior Technology

PCI Express* Configuration

Market Segment

Chipsets

Heterogeneous I/O

Unified I/OGraphics

AGP-8X

X16 PCI Express

Desktop, Mobile

PCI

X1 PCI Express

Desktop, Mobile,

General Purpose I/O
Gigabit LAN

Desktop, Mobile, Enterprise

PCI or LOM

X1 PCI Express or LOM

Desktop, Mobile

Client Plug-n-Play

PC CardExpress CARD

Desktop, Mobile

Internal Mobile

Mini-PCI

Mini-PCI Express

MobileGraphics

Pro AGP-8X PRo

HE X16 PCI Express

Workstations

BridgePCI-to-PCI-X

PCI Express-to-PCI-X

Enterprise

General Purpose I/O

PCI/PCI-X

X4, X8 PCI Express

EnterpriseServer Module

n/a

PCI Express Server I/O Module

Enterprise

Communication
Fabrics

Proprietary Solutions
or Ethernet

Advance Switching or Ethernet

Communications

PCI

PCI Express

Communications

PCI/SPI/CSIX/Other

PCI Express or Advanced
Switching

Communications

Communication Control &Host Based Backplane
Communication
Chip-to-Chip dataAll
All Compute
Compute andand Comm.
Comm. Applications
Applications Transitioning
Transitioning toto PCIPCI Express
Express
34*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

17

Enterprise Form Factors
PCI Express * SIOMPCI Today

Hot plug IO moves fromtop (PCI today) to rear

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*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

IPMIIntelligent
Platform
Management
Interface• Defines a standardized,
abstracted, messagemessage-based
interface to intelligent platform
management hardware• Defines standardized records fordescribing platform management
devices and their characteristics

Promoters:
Adopters: 160 and growing

IPMI Enables CrossCross-Platform
Management Software
36*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

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Typical Modular Application
Remote Mgmt
ConsoleSystemcomputecomputenode
nodeAA

computecomputenode
nodeBB

Sys I/Fi/oi/onodenode

Sys I/F

BMC

BMC

BP I/F

BP I/F

Satellite
Controller

LAN
LAN

mgmt
mgmt
modulemoduleMgmt.
ModuleProcessor
BP I/F

Backplane Mgmt Interconnect

chassischassisSatellite
FAN FAN Controller

temp
PS

PS
IPMI Messages
37*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

Proprietary Products
 Common Products– Dolphin SCI*
– Quadrics QSNet*– Myricom Myrinet* Today’s Market– Most of Top 100 are proprietary– Cost is on par with Infiniband*, but less than 10 Gbps
Ethernet

38*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

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Comparison
Full Duplex
Bandwidth

HBA to HBA
Latency

MPI (0 Byte)
Latency

Bi-Directional
Throughput7

Topology

1 GbpsEthernet1

2 Gbps

10 - 30 µs

12 –300 µs108 MB/s

Varies

10 GbpsEthernet2

20 Gbps

10 - 30 µs

12 –300 µs

850 MB/s

VariesDolphin
SCI*5

5.3 Gb/s~0.5 µs

1.4 µs326 MB/s

2D/3D
Torus

Myricom
Myrinet*3

4 Gbps~0.5 µs

6.3 µs489 MB/s

Fat Tree

Quadrics
QsNet*4

6.4 Gbps<1 µs

4-5 µs325 MB/s

Fat Tree

20 Gbps(60 Gbps)< 0.5 µs

<7 µs

820 MB/s

VariesInfiniband*6(uni-directional)

Data obtained from web published information current as of thedate of this presentation. Speeds and latencies may change.

39*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

インフィニバンド*の構成例 Los Alamos#1 128 node Dual-Xeon Pentium 4 Processor, GigE, 4G, IB-4X

Discom - RemoteViz, Networking, SW Analysis, Applications#2 128 node Dual-Xeon Pentium 4 Processor, GigE, 1G, Myrinet,
32 IB-1X, LinuxBIOS, BPROC
Networking, SW Analysis, Applications, OS Analysis#N

Various 4-8 node systems. Heterogeneous.
Itanium2 & Xeon Processor, IBM, HP, etc.

IBA-1X

I/O & Blade
Servers
IBA-1X

128 IBA-4X

IBA-4X

2P
Servers

IBA-4X
IBA-4X

128 x 4U servers

4P
Servers

GbE
SwitchInfiniBand
Direct Attached Storage
HPSS

40*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

20

ソフトウェア 開発 ツール
開発者のサポート

SW 製品
コンパイラ

性能
ライブラリ
VTune™
性能解析
ツール
Intel®
スレッディング
ツール
www.intel.com/ids
41*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

開発ツールの３段階
並列性の段階逐次/ノードレベル

中粒度 SMP/
クラスタ レベル

疎粒度
ジョブ 並列-グリッド レベル

コンパイラ

OpenMP
MPI-2.0
Cluster OMP

UNICORE

性能解析

VTune

スレッド・プロファイラ
トレース・コレクタ
トレース・アナライザ

デバッギングIDB

プログラミング
モデル
開発ツール

既にインテルは業
既にインテルは業
界屈指のノード用
界屈指のノード用ツールを提供中
ツールを提供中

GPE

スレッド・チェッカ

IDB-MPP
拡張している部分
拡張している部分

注目部分
注目部分

42
*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

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目次
 インテル社とは
 ＨＰＣの動向
 クラスタ構成に必要な技術
 モジュラー・コンピューティング

43*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

クラスタ構成に必要な技術
プロセッサ

チップセットプラットフォーム

インターコネクト

ソフトウェア44*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

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インテルの ソリューション・エコシステム

ソリューション・チャネル
ソリューション・チャネル

ソリューション
ソリューション
イネーブリング
イネーブリング

オープン・アーキテクチャ
オープン・アーキテクチャ

製品
製品*他の商標および名称は各所有者の財産です。
*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation.
All Rights Reserved.

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シリコン以外でも –システムやサービスを自由に選択
Scale-Up(SMP, ccNUMA)

SGI
64/512P

NEC
32P

Unisys16P

Scale-Out(Cluster)Rack Saver
DP/1U

HP
DP/2U

HP
4P/4U

IBM
4P/8P/16P
46*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

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業界における標準化作業
ハードウェア インフラ

ソフトウェア インフラ

Mainframe

Monolithic App
SOLUTIONSBLUEPRINTSINTEL®
SOLUTIONSSERVICES

ClientServerApp Server

J2EE
J2EE oror CLR
CLR

N-tierWeb
Services

ModularComputing47*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

モジュラ コンピューティングとは
The Modular Computing Data Center

仮想化• 動的な論理分割（パーティショニング）• 計算,
計算, I/O,と ストレージ

自動化
ソフトウェアManages Complexity

ハードウェア

Delivers Flexibility
And Value• デバイス,デバイス, O.S.,と アプリケーション
Open standards & protocols
Independentscaling• ロードバランス• 予備配備• 自動修復• SW 更新• 性能最適化• 自動障害復帰• フェイル オーバ

IPMIApp logic,
server,& network
モジュラリティモジュラ・ハードウェア・プラットフォーム管理
モジュラ・ハードウェア・プラットフォーム管理
48*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

24モジュラ・コンピューティング 2004年第1 四半期： インテル®
Xeon™ プロセッサMP 4個を搭載するサーバ・ブレードを投入
 2004年第1 四半期：インテル・ベースのGbE HBA とスイッチ 2004年中盤：Infiniband* およびBrocade* FC スイッチ
 2005年までに：Itanium® アーキ
テクチャのブレード ユーティリティ・コンピューティン
グ、グリッド、自律型コンピューティ
ングなどの基盤アーキテクチャ
エンタープライズ・コンピューティングのビルディング・ブロックを提供
エンタープライズ・コンピューティングのビルディング・ブロックを提供
他の会社名、商品名は一般に各社の商標または登録商標です

49*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

まとめ ムーアの法則によれば2010年までに30 GHzデバイ
ス,10 nmそれ以下で1T 命令クラスの性能を実現可能
 Intel® Itanium® 2は記録的な高性能を64ビットで実現し、同一プラットフォーム上での更なる高性能化を保障
 Intel® Xeon™ は32ビットアプリケーションを３ＧＨｚを超えるクロックで実行、さらにマルチコア可を予定
 業界と標準化を行いながら、高性能なバランスした性能を実現するチップセット、プラットフォームを提供
 お客様の要求にお応えすべく、モジュラー・コンピュー
ティング等の先進の技術を提案
50*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

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補足


Subject to Change / 変更の可能性––Intel may make changes to specifications, product descriptions, and plans at any time, without
notice.
インテル製品は、予告なく仕様が変更されることがあります

Intended Use / 使用目的––

The Intel product(s) referred to in this document is intended for standard commercial use only.
Customer are solely responsible for assessing the suitability of the product for use in particularapplications. Intel products are not intended for use in medical, life saving, life sustaining, criticalcontrol or safety systems, or in nuclear facility applications.
本資料で言及されているインテル製品は、一般的な商業目的にのみ使用することを前提にしています。特定の目的に本製品を使用する場合、適合性の評価についてはお客様の責任になります。インテル製品は、医療、救命、延命措置、重要な制御または安全システム、核施設などの目的に使用することを前提としたものではありません。

51*Other brands and names are the property of their respective owners. © 2004 Intel Corporation. All Rights Reserved.

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