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。