Суперкомпьютеры на процессорах ARM

Британская компания ARM Holdings, чьи процессорные разработки используются в большинстве смартфонов и планшетов, решила освоить рынок суперкомпьютеров. Именно на это оборудование рассчитан новый чип ARMv8-A, работающий с векторными вычислениями.

Британский разработчик ARM представил на конференции Hot Chips в Купертино новый чип, который рассчитан на суперкомпьютеры. Как отмечается, это позволит достичь быстродействия в 1 exaflop – миллион триллионов операций в секунду. Новый чип основан на 64-битном ARM-V8A и имеет расширения для векторных вычислений.

ARM представила расширения SVE, которые дополнят набор команд ARMv8-A и будут лицензироваться отдельно от основного пакета. Расширения SVE кардинально отличаются от уже задействованных 128-битных расширений SIMD NEON. Последние использовались для ускорения обработки изображений и видео, тогда как SVE будет задействованы главным образом для выполнения вычислений, а векторные расчеты — это основа суперкомпьютеров. Причём, пока компания Intel подбирается к блокам с возможностью обрабатывать процессором 512-разрядных векторов, а компания AMD в архитектуре Zen — к 256-разрядным (путём сложения усилий двух 128-разрядных блоков), ARM позволит оперировать векторам длиной от 128 бит до 2048 бит с шагом 128 бит.

Как отмечает издание PCWorld, векторные процессоры можно было встретить в первых суперкомпьютерах, но затем им на смену пришли более дешевые чипы IBM RISC. Во многих современных высокопроизводительных серверах установлены процессоры с архитектурой x86. Новая разработка ARM может изменить расстановку сил на рынке высокопроизводительных вычислений (HPC).

Сегодня огромные массивы данных собираются в таких областях, как метеорология, геология, астрономия, квантовая физика, динамика жидкостей и фармацевтические исследования. В ближайшие пять-десять лет HPC-системы будут обрабатывать вычисления с эксафлопсной производительностью. Кроме того, достижения в сфере анализа данных, компьютерного зрения и машинного обучения повышают требования к распараллеливанию программ.

— говорит научный сотрудник и ведущий архитектор в области ISA Найджел Стивенс (Nigel Stephens).