ARM ยุคใหม่: สิ่งที่รอเราอยู่ ...

หากคุณได้รับแจ้งเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ใช้ชิป ISA ARM พวกเขากำลังจะครองตำแหน่งแรกของ TOP500 (รายชื่อซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุด 500 อันดับในโลก) เสียงหัวเราะและเสียงหัวเราะจะดังขึ้น ไม่มีใครคิดว่าสถาปัตยกรรมที่ไม่ได้ใช้งานจริงจะไปถึงที่นั่นได้

ชิป ARM ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นทีละเล็กทีละน้อยโดยพิชิตสาขาของอุปกรณ์พกพาด้วยประสิทธิภาพและประสิทธิภาพรวมถึงผลิตภัณฑ์ฝังตัวอื่น ๆ อีกมากมาย แต่ไม่กี่ปีที่ผ่านมาพวกเขาเริ่มสร้าง เซิร์ฟเวอร์บางตัวที่มี ARM ใช้พลังงานต่ำและเริ่มจีบ ISA นี้ในภาค HPC (High Performance Computing)

ข่าวที่กระโดดเมื่อไม่นานมานี้เกี่ยวกับเรื่องนั้น Apple ทิ้ง Intel ในการสร้างชิปที่ใช้ ARM เป็นสิ่งสำคัญสำหรับทุกสิ่งที่เกี่ยวข้อง แต่ก็แทบไม่มีใครสังเกตเห็นข่าวอื่นที่สำคัญกว่านั้นมาก และนั่นก็คือซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ARM สามารถเอาชนะประสิทธิภาพของ IBM Summit และพิชิตตำแหน่งแรกของรายการ Top500 ได้ เป็นครั้งแรกที่ ARM ถึงจุดสูงสุดและนั่นหมายถึงก่อนและหลัง ...

เมื่อย้อนกลับไปที่ Apple ดูเหมือนว่าแปลกที่ชิป ARM อาจเหนือกว่า Intel ในด้านประสิทธิภาพและประสิทธิภาพ แต่ Apple ได้เสนอและจะสามารถออกแบบที่น่าสนใจได้ Intel มีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆไม่ใช่เพียงเพราะการแข่งขันจาก AMD ...

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์

แต่สิ่งที่คุณคาดไม่ถึงเมื่อนานมาแล้วก็คือ สามารถสวมมงกุฎได้ที่ HPC. คุณต้องการทราบรายละเอียดเพิ่มเติมหรือไม่? ในรายชื่อ Top500 ประจำเดือนมิถุนายน 2020 อันดับประสิทธิภาพสูงสุดจัดขึ้นโดย Fugaku ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของญี่ปุ่น ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ใช้ชิป 64Ghz Fujitsu A48FX 2.2C ซึ่งประกอบด้วยแกนประมวลผล 7.299.072 คอร์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลแบบทศนิยม

เฉพาะ ถึง 415,5 PFLOPS (นั่นคือ 415.500.000.000.000.000 การคำนวณด้วยทศนิยมต่อวินาที) และจะใช้สำหรับการวิจัยกับ SARS-CoV-2 และอื่น ๆ

ติดตั้งที่ศูนย์คอมพิวเตอร์ RIKEN ในเมืองโกเบประเทศญี่ปุ่น ในศูนย์ข้อมูลนี้มีมากกว่า 150K โหนด ซึ่งประกอบด้วยเชื่อมต่อกันผ่านเครือข่าย Tofu Interconect D ความเร็วสูงเพื่อเชื่อมโยงชิป ARMv8.2-A SVE จำนวน 52 คอร์ต่อโหนด

ยังใช้ หน่วยความจำ HBM2 แบนด์วิดธ์สูงที่มีความจุ 32 GiB ต่อโหนด พื้นที่จัดเก็บที่ชาญฉลาดมี 1.6 TB NVMe ที่ใช้ร่วมกันต่อ 16 โหนดเช่นเดียวกับ 150 PB Shared FS และบริการจัดเก็บข้อมูลบนคลาวด์เพิ่มเติม

เป็นระบบปฏิบัติการ ใช้ linuxโดยเฉพาะการจัดจำหน่าย RHEL 8 ตลอดจน IHK / McKernel พร้อมกัน การจำลองประสิทธิภาพทั้งหมดถูกวัดภายใต้ McKernel แม้ว่าปัจจุบัน Linux จะให้บริการ POSIX ที่เหลือก็ตาม

ชิป

สัตว์ร้ายแปรรูปที่ให้ตัวเลขเหล่านั้นค่อนข้าง "ต่ำต้อย" เป็นชิปที่ฟูจิตสึสร้างขึ้น เรียกว่า A64FX และเป็นไมโครโปรเซสเซอร์ที่ใช้สถาปัตยกรรม ARM 8.2A รวมถึงใช้ SVE (Scalable Vector Extensions) ส่วนขยายเพิ่มเติมไปยัง ISA พื้นฐานเพื่อให้ได้ผลการคำนวณที่ดีขึ้น

A64FX ที่มี ฟูจิตสึออกแบบ ดังนั้นจึงแทนที่ชิป HPC ที่ใช้ SPARC รุ่นก่อนหน้า และพวกเขาไม่เพียง แต่สร้างความสำเร็จในการพา Fugaku ขึ้นไปอยู่อันดับสูงสุดของ Top500 แต่ยังเป็นครั้งแรกที่รองรับ SIMD EVS 512 บิต

ชิปเหล่านี้ได้รับการผลิตใน โรงงาน TSMCเช่นเดียวกับที่ผลิต Zen ของ AMD และที่เดียวกับที่พวกเขาจะผลิตชิปแห่งอนาคตของยุโรป เทคโนโลยีที่พวกเขาใช้เทคโนโลยี 7nm ในการสร้างทรานซิสเตอร์ 8.786.000.000 ตัว ทั้งหมดนี้อยู่ในชิปขนาดเล็กที่ต้องการเพียง 594 พิน

นอกจากนี้โปรเซสเซอร์แต่ละตัวยังใช้หน่วยความจำ HBM32 ขนาด 2GB พร้อมไฟล์ แบนด์วิธ 1TB / sด้วย 16 เลนหรือ PCIx เลนต่อโปรเซสเซอร์เพื่อเชื่อมต่อกับตัวเร่งความเร็วเช่น GPGPUs และ FPGA

ในที่สุด ทำงานที่ 2.2 Ghz และมีการเพิ่มแพ็คเกจเพียงพอเพื่อให้ตัวเลขเกือบ 7.3 ล้านคอร์และหน่วยความจำเกือบ 5 PB