英特爾MIC和序列比對軟件BWA
提升高性能計算能力，CPU+GPU方案被廣為看好。在天河二號中，也利用了英特爾集成眾核(MIC)架構(gòu)，Xeon Phi MIC處理器讓天河二號如虎添翼。
“我們也考慮采用MIC方案。” 王丙強說。
據(jù)介紹，序列比對軟件BWA是基因研究常用的軟件，僅僅獲取基因還不夠，還需要進行序列比對，才知道跟別人有什么不一樣，從中發(fā)現(xiàn)問題。但是序列比對代碼分支很多，而且有很多隨機的訪問。這并不利于Xeon Phi MIC處理器性能的發(fā)揮。
序列比對軟件BWA
“一開始我們是有一些顧慮的，BWA應(yīng)用對內(nèi)存訪問隨機，代碼分支多，這樣的應(yīng)用在一般多線程下執(zhí)行都有一些問題，Xeon Phi MIC有200多個線程，這不得不讓人擔心。但做下來的效果大大超過了我們預(yù)料，性能還是相當不錯的。” 王丙強說。
據(jù)了解，針對BWA，華大基因抽調(diào)了應(yīng)用領(lǐng)域軟件的專家和英特爾高性能計算方面的專家共同參加項目，采用了很多高性能計算優(yōu)化算法，如多線程負載平衡、線程調(diào)度、內(nèi)存分配等，取得非常好的效果。據(jù)介紹，整體性能提高了一倍還多，表現(xiàn)相當不錯。
王丙強表示，對整個項目有兩點印象深刻：一是原來很多同事并不看好BWA在MIC上的表現(xiàn)，但實際效果很好，讓人印象深刻。第二，所需要的代碼修改量不大，因為本質(zhì)在傳統(tǒng)x86志強處理器運行的程序，在MIC很容易移植，可以比較平滑過渡，這也是GPU方案能夠推廣的重要原因。
“很多時候并不需要修改源程序，一般科學計算，矩陣計算比較多，只不過是把原來在X86上運行的動態(tài)鏈接庫，轉(zhuǎn)由MIC來執(zhí)行，整個軟件不需要重新編譯?！?王丙強說。
結(jié)語
我沒有能力判斷基因研究是不是正在探索上帝造人的奧秘，但從科研的需求看，人類對于超級計算能力的需求是沒有止境的，就像先有路還是先有車，一定是先有路。硬件領(lǐng)先軟件是必須的，但就像英特爾MIC一樣，兼容性是必需要考慮的問題，是推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。
對于基因而言，當我們用超級計算機把所有的難題都解開的時候，那個時候，也許我們才能夠真正了解生命的奧秘!