HPC ソフトウェアとツール

あらゆる規模の企業では、High Performance Computing (HPC) は、分析、AI、その他ビジネスに不可欠なイニシアチブを強化できます。ソフトウェア開発者は、新しい分散型アーキテクチャーに拡張できる高速な HPC アプリケーションを構築するためのツールを必要としています。

重要なポイント:

  • ソフトウェア開発者は、HPC システム上でハイパフォーマンスな並列コンピューティングを実現するためのツールを必要としています。

  • oneAPI は、規格に準拠したクロスアーキテクチャー・プログラミングだけでなく、HPC アプリケーション向けのパフォーマンスとスケーリングも可能にします。

  • インテル® oneAPI Toolkits は、ソフトウェア開発の促進に必要なリソースを提供します。

  • オープンな業界基準へのインテルの取り組みにより、HPC ソフトウェアの柔軟性と相互運用性が確保されます。

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複数のアーキテクチャーにわたり HPC ワークロードを加速

多くの企業は、ビッグデータと分析のユースケースを HPC システムで活用して、並列ワークロードを実行する多数のノードにわたり、コンピューティング・プロセスを分散して結果を高速化します。

HPC クラスターの機能にソフトウェアを移行し、ハイパフォーマンスな並列コンピューティングを効率的にプログラミングすることは複雑であり、開発者にとって多大な時間が必要です。ただし、適切なソフトウェア・ツールを使用すると、このプロセスを大幅に短縮できます。

同時に、開発者は GPU や FPGA などのアクセラレーターと並行して、さまざまなアーキテクチャーを通じて専門的なワークロードを高速化させる必要性に直面しています。また、ソフトウェアが可能な限り多くの種類のハードウェアとコンピューティング・モデルで確実に動作するために、時間とコストのかかる多くの課題にも対処する必要があります。

こうした課題を解決するために、インテルは開発者がハイパフォーマンスで、最適化された並列コンピューティング、クロスアーキテクチャー・アプリケーションの構築に役立ついくつかの HPC ツールとリソースを提供します。すべてがオープンでクロスアーキテクチャーの標準規格のプログラミング・モデルである oneAPI の基盤に基づいて設計されています。

開発者向けインテル® oneAPI HPC ツール

開発者は、インテル® oneAPI ベース・ツールキット インテル® oneAPI HPC ツールキットを使用して、複数の種類のアーキテクチャーにわたって HPC アプリケーションの構築、分析、最適化、スケーリングが簡単に行えます。これらのリソースには、ベクトル化、マルチスレッド、マルチノード並列化、メモリー最適化などの最新鋭の技術が含まれており、HPC に対応したソフトウェアをより簡単に構築できます。

インテル® oneAPI HPC ツールキットでできること

構築 分析 スケール
インテルの業界トップレベルのコンパイラー・テクノロジーとライブラリーを使用した CPU やアクセラレーターで、HPC ソフトウェアの実装を簡素化します。 アプリケーションのパフォーマンス、リソースの使用がコードに与える影響、そしてクロスアーキテクチャーのパフォーマンスを確実に高速化するために最適化できる場所を迅速に判断します。 標準主導の MPI ライブラリーとベンチマーク、MPI アナライザー、クラスター・チューニング・ツール、クラスターのヘルスチェック・ツールを使用して、共有メモリーと分散メモリー (クラスターなど) のコンピューティング・システム全体にアプリケーションとソリューションを展開します。

インテル® oneAPI HPC ツールキットのコンポーネント

  • インテル® oneAPI DPC++/C++ コンパイラー: OpenMP に対応したこの標準規格の C++ コンパイラーを使用し、インテル® CPU、GPU、FPGA プラットフォーム (インテル® Processor Graphics、インテル® Xe アーキテクチャー GPU 搭載インテル® Xeon®、インテル® Core™ プロセッサー・ファミリー) のコアとビルトイン・テクノロジーを活用してください。
  • インテル® C++ コンパイラー・クラシック: OpenMP に対応したこの標準規格の C++ コンパイラーを使用し、インテル® Xeon® スケーラブル・プロセッサー・ファミリーおよびインテル® Core™ プロセッサー・ファミリー搭載のプラットフォームで、より多くのコアとビルトイン・テクノロジーを活用してください。
  • インテル® Cluster Checker: クラスター・コンポーネントが、最適なパフォーマンス、稼働時間の向上、総所有コストの削減のためにシームレスに連携することを確認します。
  • インテル® Fortran Compiler: CPU および GPU オフロードに対応した OpenMP の標準規格の Fortran コンパイラーを使用します。
  • インテル® Fortran Compiler クラシック: この標準規格の Fortran コンパイラーには、既存の CPU 重視のワークフローを継続的に提供する OpenMP のサポートが含まれています。
  • インテル® Inspector: 設計サイクルの早い段階で、スレッディング、メモリー、永続的メモリーのエラーを検出してデバッグし、コストのかかるエラーが後で発生するのを回避します。
  • インテル® MPI ライブラリー: インテル® アーキテクチャーで柔軟で効率の良い、スケーラブルなクラスターメッセージを提供します。
  • インテル® Trace Analyzer & Collector: フルランタイムで MPI アプリケーションの動作を理解します。

(注: HPC ツールキットは、インテル® oneAPI ベース・ツールキットのアドオンであり、完全に機能するために必要なものです。)

AI とビッグデータ・フレームワークによる HPC

AI と分析ワークロードは、HPC システムの主なユースケースです。これらのアプリケーションは、タスクを実行するために大量のコンピューティングが必要です。AI とビッグデータ・アプリケーションは通常、従来のシングルノード・システムで動作しますが、組織はワークフローを高速化し、結果を改善するために HPC テクノロジーに移行するようになっています。

インテルは、AI と分析を促進するため、インテル® oneAPI AI Analytics Toolkit を提供します。この包括的なパッケージは、データ・サイエンティストと AI 開発者、研究者に使い慣れた Python ツールと AI フレームワークを提供し、インテル® アーキテクチャー上でエンドツーエンドのデータサイエンスと分析パイプラインを高速化します。

HPC ツールキットと同様に、AI Analytics Toolkit のコンポーネントは、低レベルのコンピューティングの最適化を実現するために oneAPI ライブラリーを使用し構築されています。このツールキットは、事前処理から機械学習に至るまで、エンドツーエンドのパフォーマンスを最大限に高め、効率的なモデル開発のための相互接続性を提供します。

AI Analytics Toolkit を使用すると、以下のことが可能になります。

  • インテル® CPU と GPU のハイパフォーマンスなディープラーニング・トレーニングを提供し、TensorFlow と PyTorch 用のインテルで最適化されたフレームワーク、事前トレーニング済みモデル、低精度ツールで AI 開発ワークフローに高速推論を統合します。
  • インテル向けに最適化されたコンピューティング集約型 Python パッケージ、Modin、scikit-learn、XGBoost を使用して、データ事前処理と機械学習ワークフローのドロップインでの高速化が実現します。
  • インテルによる分析技術と AI 最適化技術に直接アクセスし、ソフトウェアをシームレスに連携させることができます。

オープンソース・ソフトウェア

oneAPI は、オープンな業界基準に基づいています。HPC アプリケーションを構築する際に、独自規格に基づくプログラミング・コードのロックインを回避し、ビジネスチャンスを最大限に高めることができます。HPC ソフトウェアと HPC 最適化へのオープンなアプローチです。

oneAPI を基盤に構築されたインテル® oneAPI ツールキットにより、C/C++、Fortran、Python、OpenMP、MPI などの HPC 規格と相互運用可能なソリューションが実現し、レガシーコードと簡単に統合することができます。多数のアーキテクチャーやコンピューティング・モデルにわたって展開できる柔軟性を確保します。

さらに、インテルは OpenHPC コミュニティーのメンバーです。OpenHPC は、インテル® アーキテクチャー・ベースのシステム向けのオープンソース HPC プラットフォーム・ソフトウェアであり、HPC ソフトウェア・スタックの実行に必要な統合と検証の作業を削減することで、HPC システムのインストールと管理を簡素化します。

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HPC プログラミングの高速化へのスマートな道を歩みましょう。ツールキットにアクセスし、インテル® DevCloud で無料でダウンロードまたは使用することができます。

よくある質問 (FAQ)

よくある質問

インテルは、開発者が HPC システム上のプログラミング作業を合理化し、高速化するのに役立つさまざまな HPC ツールとリソースを提供します。ツールを使用すると、さまざまなインテル® アーキテクチャー (CPU、GPU、FPGA) にわたるシングルまたはマルチノード / 分散型 HPC システムで実行されるハイパフォーマンスなクロスアーキテクチャー HPC アプリケーションをより簡単に構築できます。