ARM brzy v superpočítačích. Fujitsu u svých CPU přejde ze Sparcu na ARMv8

0

Procesory ARM ovládají téměř bez konkurence telefony a vedou i v dalších zařízeních spotřební elektroniky, odkud se jim věští expanze do serverů a formou zařízení s Androidem nebo Chromebooků i do PC. Zajímavé je ale, že se podle všeho chystá vstup této instrukční sady také do speciální oblasti supropočítačů, neboli sektoru „HPC“. Tam se momentálně po období dominance Xeonů a výpočetních GPU opět zdá se chystá větší diverzita, což by mohla být pro otevřenější ekosystém kolem architektury ARM příležitost.

Pokud trochu sledujete procesory architektury Sparc, pak budete vědět, že kromě Sunu a nyní Oraclu vyrábí tato CPU pro své servery a pro superpočítače ještě jedna společnost – Fujitsu. Momentálně na Sparcích od Fujitsu (konkrétně na 88 128 kusech osmijádrového Sparc64 VIIIfx) běží pátý nejvýkonnější superpočítač, japonský stroj K. Fujitsu ale nyní oznámilo, že do budoucna dá před tradičním Sparcem přednost 64bitové instrukční sadě ARMv8 a založí na ní následníka tohoto počítače. Tato architektura má okolo roku 2020 umožnit dosažení výkonnostní mety 1000 PFLOPS.

Fujitsu přejde ve svých HPC procesorech z archtiektury Sparc na 64bitový ARM
Fujitsu přejde ve svých HPC procesorech z archtiektury Sparc na 64bitový ARM

Fujitsu zřejmě v budoucnu hodlá své HPC procesory zcela převést na architekturu ARMv8 a integrovat je se stávající propojovací logikou řady Tofu na bázi 6D torusu, na níž běží současné se Sparcy. Následník počítače K má mít již její třetí generaci. Fujitsu údajně již má licenci na instrukční sadu ARM/ARMv8 nějakou dobu a patrně pro ní navrhne vlastní jádra, vycházející z programu Sparc64 FX.

Ta by se možná posléze mohla objevit nejen v superpočítačích, ale také v běžných serverech, jelikož architektura ARMv8 bude patrně za pár let mainstreamovější než Sparc a mohla by tedy firmě přinést větší záběr na trhu.

Fujitsu Sparc64 XIfx na desce pro superpočítač řady PrimeHPC FX100
Fujitsu Sparc64 XIfx na desce pro superpočítač řady PrimeHPC FX100

HPC ARM od Fujitsu bude dle slajdů k chystanému počítači „post-K“ typu „manycore“, tedy zřejmě s velkým množstvím jader, srovnatelným s Xeony Phi a podobnými procesory. Současný 20nm Sparc64 XIfx od Fujitsu (platforma PrimeHPC FX100) má 32 jader s celkovým výkonem 1,1 TFLOPs v dvojité přesnosti, takže bychom asi měli čekat ještě více. Kromě toho bude čip zřejmě spolupracovat také s vysokorychlostní integrovanou pamětí, jelikož zmíněný Sparc64 již nyní používá HMC od Micronu.

 

ARMv8 ukáže „pravou sílu“

Fujitsu zřejmě do jádra přenese své vektorové jednotky z architektury Sparc. Ty nyní pracují s 256bitovými vektory a podporují operace FMA, což je něco, co na rozdíl od architektury x86 dnes na ARMu neexistuje. V nové generaci založené na ARMv8 by dokonce možná mohly vektorové operace pracovat se šířkou 512 bitů. Podle firmy nová instrukční sada „uvolní skutečnou sílu architektury Fujitsu“, takže se zřejmě čeká, že konverze bude spíše přínosem než potenciálním problémem. ARMv8 je novou a údajně poměrně čistě navrženou architekturou, zatímco Sparc již má hodně let, takže tato slova by mohla být podložená.

Fujitsu přejde ve svých HPC procesorech z archtiektury Sparc na 64bitový ARM

Fujitsu také pro architekturu ARMv8 v nových čipech poskytne své překladače kódu z C/C++ a Fortranu, které jsou zaměřené právě na optimalizace pro HPC, vektorizaci a mnohovláknové procesory. Mělo by jít o stejné nástroje jako nyní pro Sparcy, ale nově s výstupem i pro procesory ARM.

Japonská výpočetní instituce RIKEN, pro kterou Fujitsu nový superpočítač (a předtím K) vyrobilo, zase svoji softwarovou vrstvu hodlá uvolnit jako open source, který ale zároveň má být kompatibilní i s platformou x86 a Xeony/Xeony Phi. Což je možná pojistka pro případ, že se nástup této novinky od Fujitsu zadrhne, také to ale má umožnit nasazení tohoto softwaru na jiných japonských ústavech.

Fujitsu přejde ve svých HPC procesorech z archtiektury Sparc na 64bitový ARM

 

 

ARM v superpočítačích chystá i Čína

Jak se říká, jedna vlaštovka jaro nedělá. Ostatně Fujitsu v oblasti HPC funguje léta a jeho užívání architektury Sparc nevedlo k nějaké široké obecné revitalizaci této architektury (i když u ARMu by mělo být snazší dosáhnout takového efektu). Nicméně ARMv8 má želízek v ohni více. Kromě Japonska by totiž tuto instrukční sadu měl podpořit i HPC program Číny. Ta nedávno spustila zatím nejvýkonnější superpočítač Sunway TaihuLight se speciálními procesory ShenWei SW26010 (jejichž architektura je nejasná, o ARM ale asi nejde). Ten by však možná mohl zase předběhnout jiný čínský stroj, dnešní dvojka Tchie-Che 2.

 

Ten byl původně založen na kombinaci Xeon a Xeon Phi, ale nyní prý proběhne posílení počítače akcelerátory na bázi 64jádrového ARMu Phytium Mars, který byl představen loni. Firma prý vyvinula akcelerátory s těmito čipy do slotu PCI Express, kterými má údajně být Tchie-Che 2 doplněn či upgradován. VR World, který tuto zprávu přinesl, nicméně hovoří i o použitá procesorů ShenWei a není úplně jasné, jak reálná tato informace je, mixování několika architektur by asi nebylo optimální. Je možné, že vznikne spíše několik zvláštních klastrů využívaných obvykle odděleně.

64bitový procesor Mars firmy Phytium (slajdy z Hot Chips 27, 2015)
64bitový procesor Mars firmy Phytium (slajdy z Hot Chips 27, 2015)

Zdroje: The Next Platform, Fujitsu, VR World

ARM brzy v superpočítačích. Fujitsu u svých CPU přejde ze Sparcu na ARMv8

Ohodnoťte tento článek!