A nova era ARM: o que nos espera ...

Se você soubesse há alguns anos que um supercomputador com chips baseados em o ISA ARM eles iriam ocupar a primeira posição do TOP500 (lista dos 500 supercomputadores mais poderosos do mundo), as risadas e gargalhadas teriam sido altas. Ninguém imaginava que uma arquitetura praticamente inutilizada chegaria lá.

Aos poucos, os chips ARM foram ganhando espaço, conquistando o campo dos dispositivos móveis por sua eficiência e desempenho, assim como muitos outros produtos embarcados. Mas já há alguns anos eles começaram a criar alguns servidores com ARM baixo consumo, e começou a flertar com este ISA no setor de HPC (High Performance Computing).

A notícia que saltou recentemente sobre isso Apple abandona Intel Criar seus próprios chips baseados em ARM era importante, por tudo o que isso acarreta, mas passou quase despercebido por outras notícias muito maiores. E é que um supercomputador ARM poderia bater o desempenho do IBM Summit e conquistar a primeira posição da lista Top500. Pela primeira vez um ARM chega tão alto, e isso significou um antes e um depois ...

Voltando à Apple, parecia estranho que um chip ARM pudesse superar os da Intel em eficiência e desempenho, mas a Apple propôs isso e será capaz de fazer designs muito interessantes. A Intel está ficando cada vez mais complicada, e não apenas por causa da concorrência da AMD ...

O supercomputador

Mas o que você nunca imaginaria há muito tempo é que também pode ser coroado no HPC. Você quer saber mais detalhes? Bem, na lista Top500 de junho de 2020, o lugar de melhor desempenho é do supercomputador japonês Fugaku. Um supercomputador baseado em chips Fujitsu A64FX 48C de 2.2 GHz, dos quais incorpora 7.299.072 núcleos de processamento para adicionar uma besta de desempenho de computação de ponto flutuante.

Especificamente atinge 415,5 PFLOPS (ou seja, 415.500.000.000.000.000 de cálculos com decimais por segundo) e será usado para pesquisas contra SARS-CoV-2, entre outras coisas.

Ele está instalado no RIKEN Computing Center em Kobe, Japão. Neste data center há mais de 150 mil nós do qual é composto, interconectado através de uma rede Tofu Interconect D de alta velocidade para ligar os chips SVE ARMv8.2-A de 52 núcleos por nó.

Também use memória HBM2 de alta largura de banda com capacidade de 32 GiB por nó. Em termos de armazenamento, ele tem 1.6 TB de NVMe compartilhado por 16 nós, bem como 150 PB compartilhados FS e serviço de armazenamento em nuvem adicional.

Como sistema operacional usar linux, especificamente a distribuição RHEL 8, bem como um IHK / McKernel simultaneamente. Todas as simulações de desempenho foram medidas no McKernel, embora o Linux esteja presente para fornecer o resto dos serviços POSIX.

O chip

A besta de processamento que produziu essas figuras é bastante "humilde". É um chip criado pela Fujitsu. Chama-se A64FX e é um microprocessador baseado na arquitetura ARM 8.2A, adotando também SVE (Scalable Vector Extensions), extensões adicionais àquela ISA base para obter melhores resultados de cálculo.

O A64FX que tem Projetado pela Fujitsu assim, substitui seus chips HPC baseados em SPARC anteriores. E eles não apenas estabeleceram um marco para levar o Fugaku ao topo do Top500, mas também por serem os primeiros a oferecer suporte a SIMD EVS de 512 bits.

Esses chips foram fabricados em Fábricas TSMC, o mesmo onde fabricarão o Zen da AMD, e o mesmo onde fabricarão o futuro chip da Europa. A tecnologia que eles usaram 7nm tecnologia para construir seus 8.786.000.000 transistores. Tudo isso em um pequeno chip que só precisa de 594 pinos.

Além disso, cada processador usa 32 GB de memória HBM2 com um Largura de banda de 1 TB / s, com 16 pistas ou pistas PCIx por processador para conectá-los com aceleradores, como GPGPUs e FPGAs.

Finalmente, funciona a 2.2 Ghz e pacotes suficientes foram adicionados para completar esse número de quase 7.3 milhões de núcleos e quase 5 PB de memória.