[发明专利]一种利用CPU+GPU+MIC异构混合计算的多平台系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域,具体地说是一种利用CPU+GPU+MIC异构混合计算的多平台系统。

背景技术

高性能计算是信息领域的前沿高技术，在保障国家安全、推动国防科技进步、促进尖端武器发展方面具有直接推动作用，是衡量一个国家综合实力的重要标志之一。随着信息化社会的飞速发展，人类对信息处理能力的要求越来越高，不仅石油勘探、气象预报、航天国防、科学研究等需求高性能计算，而金融、政府信息化、教育、企业、网络游戏等更广泛的领域对高性能计算的需求迅猛增长。

计算速度对于高性能计算尤为重要，高性能计算将朝多核、众核发展，采用异构并行提升应用计算速度，目前CPU+GPU是非常成熟的异构协同计算模式，适合高度并行计算的应用或算法，如计算流体力学应用、FFT计算等，但由于GPU在编程效率、细粒度并行算法设计、大规模并行性能上都存在巨大挑战。随着Intel MIC(Intel Many Integrated Core，集成众核)的正式发布，CPU+MIC将是高性能计算一个不错的选择，采用此架构能在提升应用性能的同时大大提高编程效率，MIC能与CPU完美结合解决更多的应用性能瓶颈，但对于某些向量化程度不高、内存密集型应用其性能也面临着挑战，而CPU+GPU+MIC异构混合计算的多平台架构将综合CPU+GPU与CPU+MIC两种异构模式的优势，将极大满足不同应用的计算性能需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用CPU+GPU+MIC异构混合计算的多平台系统。

本发明的目的是按以下方式实现的，该系统包括：

一个中央处理器CPU平台，所述平台包括CPU芯片；至少一个GPU卡；至少一个集成众核MIC卡；还有用于连接所述GPU卡与MIC卡至所述CPU平台的连接器，所述的连接器为PCIE插槽，系统的内存配置不小于128GB，最大功率支持不小于1800w；CPU平台的操作系统、编译器及驱动都支持GPU、MIC，操作系统为Linux，所述编译器为Intel的icc、icpc、ifort和Nvidia的nvcc；系统还包括2个CPU芯片、2个GPU卡和2个MIC卡，所述CPU芯片包括8个核心，所述GPU卡包括512个GPU核心，所述的MIC卡包括 至少50个核心。

该系统包括：第一执行单元，其处理器由2个CPU芯片实现，用于执行信息处理；第二、第三执行单元，均与所述第一执行单元连接，处理器分别由2个GPU卡和2个MIC卡实现，用于与所述第一执行单元并行执行信息处理。

所述第一、第二、第三执行单元采用多线程的方式执行信息处理。

所述第一、第二、第三执行单元基于负载均衡的原则执行信息处理。

所述第一执行单元启动16个线程执行信息处理、所述第二执行单元启动至少1万个GPU线程执行信息处理、第三执行单元启动至少200个线程执行信息处理。

本发明的有益效果是： 本发明要解决的技术问题是提供一种利用CPU+GPU+MIC异构混合计算的多平台系统，以解决高性能计算应用时系统性能低下、软件生产力低的问题。本发明信息处理异构系统由CPU芯片、GPU芯片和MIC芯片构成，较佳地是采用目前比较流行的双路CPU芯片、2个GPU芯片和2个MIC芯片高计算密度系统，可以有效提高系统性能，满足高性能应用的要求。

附图说明

图1是利用CPU+GPU+MIC异构混合计算的多平台系统实施例1的模块结构示意图；

图2是利用CPU+GPU+MIC异构混合计算的多平台系统实施例2的模块结构示意图；

图3是 PSTM串行运行效果图；

图4是系统运行PSTM的运行效果图。

具体实施方式

 参照说明书附图对本发明的系统作以下详细地说明。

实施例1

本发明基于CPU+GPU+MIC异构混合计算的多平台系统，如图1所示，该系统包括：

一个中央处理器（CPU）平台，所述平台包括CPU芯片；

至少一个GPU卡；

至少一个集成众核（MIC）卡；

连接器，用于连接所述MIC卡和GPU卡至所述CPU平台。

具体地，所述连接器为PCIE插槽。