Intel oneAPI 基础安装与环境配置

摘要: 本文详细介绍了 Intel oneAPI 跨架构编程模型的标准化部署流程，涵盖 Base Toolkit 与 HPC Toolkit 的安装、静默部署策略、环境变量管理以及基于 MPI 的功能验证。

1. 概述与环境准备

1.1 Intel oneAPI 简介

Intel oneAPI 是一种跨行业、开放、标准统一的编程模型，旨在简化跨 CPU、GPU、FPGA 等多架构的开发过程。其核心工具包包括：

• Intel® oneAPI Base Toolkit: 基础套件，包含 DPC++ 编译器、数学库 (MKL)、性能分析工具 (Advisor, VTune) 等。
• Intel® oneAPI HPC Toolkit: 高性能计算扩展，包含 Fortran 编译器、MPI 库、调试工具 (Inspector, Trace Analyzer) 等。

1.2 软件获取与规划

推荐将 oneAPI 安装至标准路径以保证兼容性。

项目	说明	示例路径
安装包目录	存放下载的 .sh 脚本	/root/inteloneapi
部署路径	软件最终安装位置	/opt/intel2021

获取渠道

安装包通常可从 Intel 官方网站免费下载：

• Intel oneAPI Base Toolkit 下载页面
• Intel oneAPI HPC Toolkit 下载页面

2. 安装流程

2.1 准备工作

上传安装脚本（如 l_BaseKit_p_*.sh 和 l_HPCKit_p_*.sh）至服务器，并赋予执行权限：

cd /root/inteloneapi
chmod a+x l_BaseKit_p_*.sh
chmod a+x l_HPCKit_p_*.sh

2.2 安装注意事项

路径一致性至关重要

HPC Toolkit 的安装路径必须与 Base Toolkit 保持完全一致。 在安装 Base Toolkit 时必须确定好路径（如 /opt/intel2021/oneapi），后续安装 HPC Toolkit 时将无法更改此根路径。

2.3 安装方式选择

方式 A：图形化安装 (GUI)

适用于桌面环境或配置了 X11 Forwarding 的场景。

1. 安装 Base Toolkit:

   sh l_BaseKit_p_2021.1.0.2659_offline.sh

   • 选择 Accept & configure installation。
   • 指定路径：/opt/intel2021/oneapi。
   • 点击 Begin Installation。

2. 安装 HPC Toolkit:

   sh l_HPCKit_p_2021.1.0.2684_offline.sh

   • 安装程序会自动检测 Base Toolkit 路径并锁定。
   • 直接点击 Begin Installation。

方式 B：静默/命令行安装 (CLI)

适用于服务器批量部署，使用 --cli 参数。

1. 静默安装 Base Toolkit

# 进入交互式命令行模式
sh l_BaseKit_p_*.sh -a --cli

• 操作流程：
  1. 同意协议。
  2. 选择 Accept & configure installation。
  3. 输入自定义路径：/opt/intel2021/oneapi。
  4. 取消数据收集（可选）。
  5. 选择 Begin Installation。

2. 静默安装 HPC Toolkit

sh l_HPCKit_p_*.sh -a --cli

• 由于路径已被 Base Kit 锁定，直接选择 Accept & install 即可。

3. 环境变量配置

为了在 Shell 中直接调用 icc, mpicc 等工具，需要加载环境变量。

3.1 Source 方式 (推荐/单机)

这是最直接的方法，通过 setvars.sh 初始化当前 Shell 会话。

# 语法: source <安装路径>/setvars.sh <架构> --force
source /opt/intel2021/oneapi/setvars.sh intel64 --force

输出示例：

:: initializing oneAPI environment ...
:: oneAPI environment initialized ::

3.2 Module 方式 (HPC 集群)

在 Slurm 等集群环境中，推荐生成 Modulefiles 以便管理版本。

1. 生成 Modulefiles:

   cd /opt/intel2021/oneapi
   # 运行模块设置脚本
   sh modulefiles-setup.sh

   默认生成路径: /opt/intel2021/oneapi/modulefiles

2. 加载模块:

   module use /opt/intel2021/oneapi/modulefiles
   module load mpi/2021.1.1
   module load compiler/2021.1.1

4. 运行验证 (MPI Hello World)

编写一个简单的 MPI C 程序来验证编译器和 MPI 库是否工作正常。

4.1 编写测试代码

创建文件 hello.c:

#include <mpi.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
    MPI_Init(NULL, NULL);
    
    int world_size;
    MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &world_size);
    
    int world_rank;
    MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &world_rank);
    
    char processor_name[MPI_MAX_PROCESSOR_NAME];
    int name_len;
    MPI_Get_processor_name(processor_name, &name_len);

    printf("Hello World from processor %s, rank %d out of %d processors\n",
           processor_name, world_rank, world_size);
           
    MPI_Finalize();
    return 0;
}

4.2 编译与运行

1. 编译: 确保已加载环境变量，使用 mpicc 编译。

   mpicc -o hello hello.c

2. 单机运行:

   # 启动 5 个进程
   mpirun -np 5 ./hello

3. 集群多节点运行: 假设 hostfile 定义了计算节点列表，且网络使用 InfiniBand (OFI)。

   mpirun -genv I_MPI_FABRICS shm:ofi -machinefile hostfile -np 6 ./hello