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Arm架構正朝向高效能運算生態系持續擴展
 

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

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由日本理化學研究所與富士通共同開發、並運用 Arm 技術架構的超級電腦富岳,連續第二次被 Top500 超級電腦排行榜評為榜首。這項成績進一步凸顯 Arm 的技術以功耗效率、效能與擴充性的組合,特別能夠因應快速演進的對高效能運算(HPC)的需求。

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事實上,近期許多令人目不暇給的活動,正是過去多年來持續進行的各項專案開始大放異彩的結果,而它們的終極目標在於解決高效能運算一再出現的挑戰:如何打造一個效能可以擴充到新高點、但預算與耗電量配置還同時維持在合理範圍內。支持 Arm 處理器架構的中心想法是,單執行緒、多核心的 HPC 處理器,將成為超級電腦 CPU 的新基準,同時也是在不增加相對功耗情況下提升效能的方法。Arm 在其持續擴展的 HPC 生態系中,也看到越來越多企業採納這個共享的願景。

除了日本理化學研究所與富士通的合作,越來越多的企業夥伴也選擇採用 Arm 生態系的各種 Arm 架構解決方案。南韓國家運算機構韓國電子通信研究院(ETRI),最近就宣布他們的 K-AB21 系統計劃採用即將推出、並且以具有 Arm 可擴展向量延伸指令集(SVE)的 Neoverse V1 CPU 設計。ETRI 為 AB21(代表「人工頭腦 21」)設定每個 CPU 16 teraflop 以及每個機架 1,600 teraflop 的運算目標,同時與其目標相比,耗電量也預計降低 60%。

在此同時,Ampere Computing、桑迪亞國家實驗室、英國布里斯托爾大學與亞馬遜網路服務(AWS),在 Arm 高效能運算用戶群(AHUG)大會中,紛紛提出他們的 Arm 架構 HPC 的計劃細節。由歐洲處理器計畫(European Processor Initiative)籌組的 SiPearl 公司,在這個 月的超級電腦大會 (SC20) 中重申它們百萬兆運算專案其中一環的 Rhea 處理器,將採用Neoverse V1 架構。此外,NVIDIA 也宣布,研究人員利用 NVIDIA A100 GPU 與 Arm Neoverse 架構的 Ampere Altra CPU,在 HPC 領域為 Arm 達成近 26 倍的效能提升。

儘管現在要評估這些為數眾多的全新 Arm 架構解決方案所帶來的影響,可能為之過早,但 Arm 仍對於富岳超級電腦對新冠病毒相關研究帶來的正面影響感到驕傲。富岳雖然幾個月前才正式推出,卻已經被部署在五個不同的新冠病毒研究專案,包括一個研究病毒如何在空氣中循環的計畫,以及另一個用來判定超過 2,000 種現有藥物藥效的計劃。

伴隨硬體進展而來的是軟體社群快速成長,以擴展 Arm 在 HPC 領域的選項。無論是 Arm 與 NVIDIA 攜手合作讓 CUDA 對 Arm 架構處理器提供支援,或是為開源作出貢獻以帶動 HPC 套裝軟體的標準,Arm 正致力於確保為夥伴帶來彈性、可擴充與高效率運算的好處。同時,由於 SVE 可以讓原本可容納長度 128 位元的處理器擴展到 2,048 位元(128位元的增量),重要性已越來越高。軟體開發人員現在只要在第一次撰寫完程式後,其程式即可運行在多種處理器上。同樣的,處理器開發人員與 HPC 用戶也可利用涵蓋範圍更廣的各種應用。

從近十年前的伺服器系統單晶片設計起步,到連續兩度被封為全球排名第一的超級電腦, Arm架構正 持續努力,來滿足各界對於更多選擇、更高度客製化與更多創新的HPC需求。

關鍵字: HPC  Arm 
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