HPC についていえば、アプリケーションのパフォーマンスを向上させることで、HPC インフラストラクチャーの投資回収率の改善に役立ちます。インテルは、Intel® アーキテクチャーで実行される AI およびデータ分析のフレームワークなど、開発者が HPC アプリケーションとソフトウェアを最適化するための豊富なソフトウェアツールセットを提供します。
HPC ソフトウェアとツール
ハイパフォーマンス・コンピューティング・アプリケーションを構築する場合、開発者や HPC プラクティショナーは、最大限の処理能力を引き出します。インテル® ソフトウェアおよびツールを使うことにより、ハイパフォーマンス・プログラミングを実現し、さらにエッジからクラウドまでアプリケーションの開発を合理化します。
インテル® Parallel Studio XE
インテル® Parallel Studio XE は、HPC と AI 向けのハイパフォーマンス・パラレル・アプリケーションをビルドしやすくすることにより、開発者がパフォーマンスのボトルネックをブレークスルーできるよう設計された一連のツールです。これにより開発者は、ベクトル化、マルチスレッド化、マルチモード並列化、メモリ最適化における最新技術を適用できます。Composer、Professional、Cluster という 3 つのエディションから選ぶことができるため、開発者は適切なレベルのサポートを受けられます。、
Composer Edition
インテル® Parallel Studio XE Composer Edition は、最先端のコンパイラー、パフォーマンス・ライブラリー、並列モデル、およびハイパフォーマンス Python *ソリューションを備えています。ランクは次のとおりです。
- インテル® C++ コンパイラーは、インテル® プロセッサー・ベースのプラットフォーム内でより多くのコアやビルトイン・テクノロジーを活用するコードを実現します。
- インテル® Fortran コンパイラーは、インテル® Xeon® スケーラブル・プロセッサーとインテル® Core™ プロセッサー向けに最適化されたコードを生成することにより、ハイパフォーマンス・アプリケーションをビルドできるようにします。
- Python* 向けインテル® ディストリビューションは、コードの変更を最小限または皆無に抑えながら、開発者が高速の Python* アプリケーションを実現し、コア計算パッケージを加速するのに役立ちます。
- インテル® マス・カーネル・ライブラリー (インテル® MKL) は、処理ルーチンとアプリケーション・パフォーマンスを加速する、すぐに使える数学ライブラリーです。このライブラリーを使うことで、次世代のプロセッサーに対する最小限の努力で各インテル® プロセッサー・ファミリー向けにコードを最適化できます。
- インテル® Data Analytics Acceleration Library (インテル® DAAL) は、ハイパフォーマンス・データ科学アプリケーションの開発を加速化します。このライブラリーは、アプリケーションが迅速に優れた予測を行い、利用可能なコンピューティング・リソースで大規模なデータセットを分析するのに役立ちます。
- インテル® インテグレーテッド・パフォーマンス・プリミティブ (インテル® IPP) は、多様なインテル® アーキテクチャー向けに最適化された、すぐに使える、ドメイン固有の機能を提供します。
- インテル® スレッディング・ビルディング・ブロック (インテル® TBB) は、共有メモリ並列プログラミングおよび異種コンピューティング (ノード内分散メモリプログラミング) 用の人気の C ++ ライブラリーです。
Professional Edition
インテル® Parallel Studio XE Professional Edition では、Composer Edition に搭載されたすべての機能に加え、パフォーマンス・プロファイラー、ベクトル化とスレッド・アドバイザー、メモリーとースレッド・デバッガーが提供されます。
- インテル® Advisor は、開発者に、インテル® ハードウェア機能を活用する、適切にスレッド化/ベクトル化されたコードを構築するツールを提供します。インテル® Advisor は、インテル® Parallel Studio XE とインテル® System Studio の一部として利用できます。
- インテル® Inspector は、スレッド化、メモリー、および継続的メモリーのエラーを見つけてデバッグするのに役立ちます。アプリケーション設計サイクルの早期にこれらのエラーを是正することにより、コストがかかるエラーが後に発生するのを回避できます。
- インテル® VTune™ Amplifier は、高度なサンプリングとプロファイリング技術を使ってコードを分析し、パフォーマンスの最適化に関するインサイトを提供します。このツールは、プロファイリング・データを収集して分析と解釈を簡素化することにより機能します。
Cluster Edition
インテル® Parallel Studio XE Cluster Edition は、ノード全体のパフォーマンスをスケールアウトする機能を追加し、インテル® MPIライブラリー、MPIプロファイリング機能、および高度なクラスター診断ツールを備えています。
- インテル® MPI ライブラリーは、オープンソースの MPICH 仕様を実装することにより分散アプリケーションのパフォーマンスを強化するマルチファブリックでメッセージを渡すライブラリーです。開発者は、インテル® プロセッサー・ベースの HPC クラスターで複雑なアプリケーションを作成してテストできます。
- インテル® Trace Analyzer & Collector は、開発者が実行時全体で MPI アプリケーションの動作を理解するのに役立つグラフィック・ツールです。このツールは、インテル® Parallel Studio XE の一部です。
- インテル® Cluster Checker は、クラスター・コンポーネントがシームレスに連携して動作するようにすることで、インテル® プロセッサーに基づいた HPC クラスターの信頼性とパフォーマンスを向上させます。これにより、総所有コストを低減しながら、アップタイムと生産性が向上します。
HPC 用のインテル® ソフトウェア、ツール、およびフレームワークは、エッジからクラウドまでのアプリケーション開発を効率化します。
AI とビッグ・データ・フレームワーク
インテルの最適化されたディープラーニングとビッグデータ・フレームワークを使うことで、開発者やデータ科学者の作業量を減らしながら、HPC システムでパフォーマンスを加速化することができます。
ディープラーニング・フレームワーク向けのインテル最適化
インテル® Optimization for TensorFlow* は、インテル® Xeon® スケーラブル・プロセッサー向けに人気のオープン・ソース TensorFlow ディープ・ラーニング・フレームワークを提供します。これにより、データ科学者と HPC プラクティショナーが新たなビジネスや研究の課題を解決するのに役立ちます。
インテル® Optimization for Caffe* は、インテル® プロセッサーで、人気の Caffe フレームワークのパフォーマンスを改善します。Caffe は、HPC クラスターで AI アプリケーションを実行するのに役立つディープラーニング・フレームワークです。
ビッグデータ・フレームワーク向けのインテル最適化
ビッグデータおよび分析フレームワークへのインテル® ソフトウェアの貢献により、HPC システムでアプリケーションを高速かつ簡単に実行できます。ビッグ・データのツールと技術に対するインテルの最適化は、Apache Hadoop や Apache Spark のような一般的なフレームワークをサポートしています。
インテル® oneAPI 製品に対する統合プログラミング
ワークロードはますます多様化しており、すべてのワークロードに最適な単一のアーキテクチャーはありません。パフォーマンスを最適化するため、システム・アーキテクトは、CPU、GPU、アクセラレーター、および FPGA ソケットに配置されたスカラー、ベクトル、マトリックス、および空間 (SVMS) アーキテクチャーの組み合わせから選択できなければなりません。
インテル® oneAPI 製品は、SVMS アーキテクチャー全体にアプリケーションとソリューションをデプロイするためのツールを提供します。補完的なツールキットのセット—ベースキットと特別なアドオン—は、プログラミングを簡素化し、開発者が効率と革新を改善するのを支援します。
インテル® oneAPI Base Toolkit (Base Kit)
インテル® oneAPI Base Toolkit (Base Kit) は、多様なアーキテクチャーに対してハイパフォーマンス、データ集中型アプリケーションをビルドしてデプロイするコアのツールセットです。次のような特徴を持つ、C++ の進化系である Data Parallel C++ (DPC++) 言語を使用しています。
- CPU、GPU、FPGA などのハードウェア・ターゲット全体でコードを再利用可能にします
- 各アクセラレーターごとにカスタム調整を許可します
- ドメイン固有ライブラリーとインテル® Distribution for Python* が含まれており、関連アーキテクチャー全体でドロップイン加速化を提供します。
- 強化されたプロファイリング、ツールの設計、支援、デバッグを提供します
インテル® oneAPI HPC Toolkit (HPC Kit)
スケーリングが可能な高速アプリケーションを提供します。インテル® oneAPI HPC Toolkit は、ベクトル化、マルチスレッド、マルチノード並列化、メモリーの最適化など最新の技術で、開発者が HPC アプリケーションをビルド、分析、最適化およびスケーリングするのに役立ちます。
インテル® oneAPI DL Framework Developer Toolkit (DLFD Kit)
インテル® oneAPI DL Framework Developer Toolkit で共通 API を使用して、新しいディープラーニング・フレームワークを開発―または既存のものをカスタマイズ―します。インテル® CPU と GPU を、単一ノードまたはマルチノード分散処理のいずれかに対して最適化します。
インテル® oneAPI IoT Toolkit (IoT Kit)
インテル® oneAPI IoT Toolkit は、医療、スマート・ホーム、宇宙工学、セキュリティー向けにスマートな、コネクテッド・デバイスの開発を加速したい開発者向けに作られています。
インテル® oneAPI Rendering Toolkit (Render Kit)
インテル® oneAPI Rendering Toolkit は、ハイパフォーマンス、高忠実度の視覚化のために、オープン・ソースのライブラリーを提供します。専用のグラフィック・アクセラレーターに代わるこの柔軟な代替手段により、コーディングの複雑さと I/O の制約が緩和されます。インテル® Xeon® スケーラブル・プロセッサー向けに最適化されており、HPC クラスターなど、あらゆるサイズのプラットフォームでビッグ・データの使用を支援します。ツール・キットの内容:
- インテル® Embree、インテル® プロセッサー上のフォトリアリスティック・レンダリング・アプリケーションのパフォーマンスを向上させる高性能レイ・トレーシング・カーネルのコレクションです。
- インテル® OSPRay、インテル® プロセッサーで視覚化するための、オープンソースでスケーラブルなポータブル・レイ・トレーシング・エンジンです。
- インテル® OpenSWR、Mesa OpenGL オープンソース・プロジェクトの上流にある低レベルのラスタライズ・ライブラリーで、GPUが利用できない、または制限が厳しすぎる場合に開発者が高いレンダリング・パフォーマンスを実現するのに役立ちます。
- インテル® Open Image Denoise、レイ・トレーシングのためのオープン・ソース、ハイパフォーマンスのノイズ除去ライブラリー。
- インテル® オープン・ボリューム・カーネル・ライブラリー (インテル® Open VKL) は、ボリューム・レンダリング・アプリケーションのパフォーマンスを向上させるための計算カーネルのコレクションです。
オープンソース・ソフトウェア
オープンソース・ソフトウェアのサポートに対する当社の取り組みの一環として、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・ソフトウェアです。ソフトウェア・スタックの実行に必要な統合と検証を減らすことで、HPC システムのインストールと管理を簡素化します。