MIC簡介

MIC簡介

一：MIC是什麼？

（一）MIC是架構名稱-Intel Many Integrated Core（Intel內建衆核）

（二）衆核協處理器（Co-Processor）

       --通過PCIE與CPU通信

       --衆核、重核

（三）基于x86架構和x86指令集

二：MIC特性

MIC卡：

最高61 cores

主頻1.2GHz

244 Threads 但是最多能開240個線程，有4個線程跑OS

最高記憶體容量16GB，記憶體帶寬352GB/s

單卡雙精度峰值性能>1.2TFLOPS

MIC Core的組成

X86架構普通指令單元

512bit向量寬度VPU

内嵌LinuxOS，可配置IP位址

通用的程式設計模型、語言和工具鍊

程式設計模型：MPI、OpenMP、OpenCl

程式設計語言：C、C++、Fortran

程式設計工具：vtune、MPITrace

程式設計庫：MKL

編譯器：icc/icpc/ifort

三：為什麼要使用MIC？

（一）并行計算式未來發展趨勢

     通用架構并行

       --同構多核并行（粗粒度）

       --異構衆核并行（細粒度）

         CPU+GPU異構協同計算

         CPU+MIC異構協同計算

（二）MIC技術優勢

     1.微異構架構：開發和維護一份代碼，單節點資源最大化利用（CPU和MIC，不需要像GPU一樣重新編譯）

     2.高性能與低功耗

     3.軟體程式設計高效

        MIC程式設計模式：

          MIC五種應用模式

             --串行+并行模式

                 并行度不高

                 CPU hosted

           --串行+高并行模式

               Offload（常用）

          --對稱模式（Symmetric模式）

               程序并行（MPI）

          --高并行+串行模式

                MIC hosted

                CPU co-processed

          --高并行模式（Native模式）

                MIC hosted

     GPU隻支援offload模式（串行+高并行模式）

4.前期快速移植

（1）MIC移植：offload模式

--引語方式，類似OpenMP，不需要重寫代碼

--沿用原有OpenMP、MPI、OpenCL程式設計模型

Main()

{ double pi=0.0f;long i;

#pragma offload target (mic)

#pragma omp parallel for reduction(+:pi)

for(i=0;i<N;i++)

{

double t=(double)((i+0.5)/N);pi+=4.0/(1.0+t*t);

}

printf(“pi=%f\n”,pi/N);

}

（2）GPU移植：offload模式

--采用新的CUDA程式設計模型，程式需要重寫

--需要烤爐線程索引，資料映射等細節

5.程式設計複用性：CPU和MIC公用代碼

6.工具鍊豐富

7.計算規模易擴充

（四）什麼時候使用MIC

  适合MIC的應用

  使用前提：完全擁有源代碼（必須）：軟體自身源碼+數學庫源碼

  應用所具備的特征

--高度并行

  并行度帶到百級，最好千級以上

  并行效率較高，線程可擴充性好，能擴充到200以上線程并行

--計算密集型應用，F/B高

  計算/PCIE傳輸比例高，計算能掩蓋PCIE輸出

  計算時間/訪存時間高，沒現成記憶體帶寬較低

--SIMD模式，熱點算法為向量化計算，向量化程度高

--資料可分塊處理，突破MIC容量的瓶頸

--訪存可實作連續，L1/L2Cache命中率高（局部性原理）

（MIC VS GPU）MIC和GPU的比較

算法特性	MIC	GPU
細粒度并行密集計算	ok	ok
并發性比較低	滿足200個并行線程 線程+指令級并行	需要改變算法，增加并行性
多邏輯分支（if..else）	ok	嚴重影響性能，需要設計并行算法來去除分支
大程式，複雜的結構	ok（用引語就好）	移植和優化周期長
并行外設方案，熱分散	ok	no