MIC简介

Posted 2020-06-13

MIC简介

一：MIC是什么？

（一）MIC是架构名称-Intel Many Integrated Core（Intel集成众核）

（二）众核协处理器（Co-Processor）

       --通过PCIE与CPU通信

       --众核、重核

（三）基于x86架构和x86指令集

 

二：MIC特性

MIC卡：

最高61 cores

主频1.2GHz

244 Threads 但是最多能开240个线程，有4个线程跑OS

最高内存容量16GB，内存带宽352GB/s

单卡双精度峰值性能>1.2TFLOPS

MIC Core的组成

X86架构普通指令单元

512bit向量宽度VPU

内嵌LinuxOS，可配置IP地址

通用的编程模型、语言和工具链

编程模型：MPI、OpenMP、OpenCl

编程语言：C、C++、Fortran

编程工具：vtune、MPITrace

编程库：MKL

编译器：icc/icpc/ifort

 

三：为什么要使用MIC？

（一）并行计算式未来发展趋势

     通用架构并行

       --同构多核并行（粗粒度）

       --异构众核并行（细粒度）

         CPU+GPU异构协同计算

         CPU+MIC异构协同计算

（二）MIC技术优势

     1.微异构架构：开发和维护一份代码，单节点资源最大化利用（CPU和MIC，不需要像GPU一样重新编译）

     2.高性能与低功耗

     3.软件编程高效

        MIC编程模式：

          MIC五种应用模式

             --串行+并行模式

                 并行度不高

                 CPU hosted

           --串行+高并行模式

               Offload（常用）

          --对称模式（Symmetric模式）

               进程并行（MPI）

          --高并行+串行模式

                MIC hosted

                CPU co-processed

          --高并行模式（Native模式）

                MIC hosted

     GPU只支持offload模式（串行+高并行模式）

 

4.前期快速移植

（1）MIC移植：offload模式

--引语方式，类似OpenMP，不需要重写代码

--沿用原有OpenMP、MPI、OpenCL编程模型

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编程模型，程序需要重写

--需要烤炉线程索引，数据映射等细节

 

5.编程复用性：CPU和MIC公用代码

 

6.工具链丰富

 

7.计算规模易扩展

 

 

（四）什么时候使用MIC

  适合MIC的应用

  使用前提：完全拥有源代码（必须）：软件自身源码+数学库源码

  应用所具备的特征

--高度并行

  并行度带到百级，最好千级以上

  并行效率较高，线程可扩展性好，能扩展到200以上线程并行

--计算密集型应用，F/B高

  计算/PCIE传输比例高，计算能掩盖PCIE输出

  计算时间/访存时间高，没现成内存带宽较低

--SIMD模式，热点算法为向量化计算，向量化程度高

--数据可分块处理，突破MIC容量的瓶颈

--访存可实现连续，L1/L2Cache命中率高（局部性原理）

 

 

（MIC VS GPU）MIC和GPU的比较

算法特性	MIC	GPU
细粒度并行密集计算	ok	ok
并发性比较低	满足200个并行线程 线程+指令级并行	需要改变算法，增加并行性
多逻辑分支（if..else）	ok	严重影响性能，需要设计并行算法来去除分支
大程序，复杂的结构	ok（用引语就好）	移植和优化周期长
并行外设方案，热分散	ok	no