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Arm架构正朝向高效能运算生态系持续扩展
 

【CTIMES/SmartAuto 王岫晨 报导】   2020年12月01日 星期二

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由日本理化学研究所与富士通共同开发、并运用 Arm 技术架构的超级电脑富岳,连续第二次被 Top500 超级电脑排行榜评为榜首。这项成绩进一步凸显 Arm 的技术以功耗效率、效能与扩充性的组合,特别能够因应快速演进的对高效能运算(HPC)的需求。

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事实上,近期许多令人目不暇给的活动,正是过去多年来持续进行的各项专案开始大放异彩的结果,而它们的终极目标在於解决高效能运算一再出现的挑战:如何打造一个效能可以扩充到新高点、但预算与耗电量配置还同时维持在合理范围内。支持 Arm 处理器架构的中心想法是,单执行绪、多核心的 HPC 处理器,将成为超级电脑 CPU 的新基准,同时也是在不增加相对功耗情况下提升效能的方法。Arm 在其持续扩展的 HPC 生态系中,也看到越来越多企业采纳这个共享的愿景。

除了日本理化学研究所与富士通的合作,越来越多的企业夥伴也选择采用 Arm 生态系的各种 Arm 架构解决方案。南韩国家运算机构韩国电子通信研究院(ETRI),最近就宣布他们的 K-AB21 系统计划采用即将推出、并且以具有 Arm 可扩展向量延伸指令集(SVE)的 Neoverse V1 CPU 设计。ETRI 为 AB21(代表「人工头脑 21」)设定每个 CPU 16 teraflop 以及每个机架 1,600 teraflop 的运算目标,同时与其目标相比,耗电量也预计降低 60%。

在此同时,Ampere Computing、桑迪亚国家实验室、英国布里斯托尔大学与亚马逊网路服务(AWS),在 Arm 高效能运算用户群(AHUG)大会中,纷纷提出他们的 Arm 架构 HPC 的计划细节。由欧洲处理器计画(European Processor Initiative)筹组的 SiPearl 公司,在这个 月的超级电脑大会 (SC20) 中重申它们百万兆运算专案其中一环的 Rhea 处理器,将采用Neoverse V1 架构。此外,NVIDIA 也宣布,研究人员利用 NVIDIA A100 GPU 与 Arm Neoverse 架构的 Ampere Altra CPU,在 HPC 领域为 Arm 达成近 26 倍的效能提升。

尽管现在要评估这些为数众多的全新 Arm 架构解决方案所带来的影响,可能为之过早,但 Arm 仍对於富岳超级电脑对新冠病毒相关研究带来的正面影响感到骄傲。富岳虽然几个月前才正式推出,却已经被部署在五个不同的新冠病毒研究专案,包括一个研究病毒如何在空气中循环的计画,以及另一个用来判定超过 2,000 种现有药物药效的计划。

伴随硬体进展而来的是软体社群快速成长,以扩展 Arm 在 HPC 领域的选项。无论是 Arm 与 NVIDIA 携手合作让 CUDA 对 Arm 架构处理器提供支援,或是为开源作出贡献以带动 HPC 套装软体的标准,Arm 正致力於确保为夥伴带来弹性、可扩充与高效率运算的好处。同时,由於 SVE 可以让原本可容纳长度 128 位元的处理器扩展到 2,048 位元(128位元的增量),重要性已越来越高。软体开发人员现在只要在第一次撰写完程式後,其程式即可运行在多种处理器上。同样的,处理器开发人员与 HPC 用户也可利用涵盖范围更广的各种应用。

从近十年前的伺服器系统单晶片设计起步,到连续两度被封为全球排名第一的超级电脑, Arm架构正 持续努力,来满足各界对於更多选择、更高度客制化与更多创新的HPC需求。

關鍵字: HPC  Arm 
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