微异构Embree照片级光线追踪解决方案

　　10月27-31日举办的2013年全国高性能计算学术年会(HPC China 2013)上，英特尔展示了基于至强 E5处理器和至强融核协处理器平台的Embree照片级光线追踪解决方案。

　　光线追踪(ray tracing)是一个在二维(2D)屏幕上呈现三维(3D)图像的方法。简单来讲，这个技术的原理就是通过一个光线跟踪程序利用数学方式确定和复制从一幅图像的光线的路线。在计算机图形领域中，这种技术被普遍应用于生成高质量的照片级图像，大大简化了构建渲染模型，并且最大化的还原物体的细节。目前，该技术被广泛应用于游戏、动画、电视和DVD制作、电影等专业图形应用领域。但是在实际使用中，光线追踪技术应用运行的速度成为了最大挑战之一。

　　Embree 是一组由英特尔研究院开发的高性能光线追踪内核。这些内核经过专门的优化，并且支持 SSE 和 AVX 指令集，可在最新的英特尔处理器上进行照片级的渲染。除了光线追踪内核，Embree 还提供了一个照片级渲染引擎的示例。Embree 专为 Monte Carlo 光线追踪算法而设计，其中大部分光线都不连贯。在这种情形下，Embree 中特定的单条光线穿越内核可以提供最佳性能，而且它们极易集成到现有应用当中。

　　在本次的展示中Embree系统被运行于基于英特尔至强处理器与至强融核协处理器的微异构平台之上。英特尔数据中心及互联系统事业部技术计算和平台应用支持团队平台架构师何万青博士讲到：“之所以采用微异构，是因为光线追踪技术对计算、尤其是并行计算的能力需求很高，以实现高质量的实时渲染，这也是至强融核协处理器最擅长的。与传统架构平台对比，采用至强处理器与至强融核协处理器的平台将渲染速度提升至4倍之多。”

　　所谓微异构，即具有多种类型、可提供计算力的硬件架构，但却由通用编程模型予以支持，以简化开发和优化过程。这一优势是传统异构架构(使用CPU与GPU加速器的组合)所无法实现的。于今年6月份荣登第41届全球高性能计算机500强(TOP500)排行榜榜首，被评为全球最强大的超级计算机天河二号就采用了微异构。

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