Специалисты Национальной лаборатории Аргонна (Argonne National Laboratory), американского Министерства энергетики (U.S. Department of Energy, DOE), совместно со специалистами компании Hewlett Packard Enterprise (HPE), приступили к разработке и созданию первой в своем роде высокопроизводительной вычислительной системы (high-performance computing, HPC), основанной на 64-битных ARM-процессорах. ARM-процессоры, основанные на RISC-архитектуре, доминируют уже много лет на рынке портативной и мобильной электроники. Эти процессоры демонстрируют отличную эффективность с точки зрения производительности и количества потребляемой энергии, но потенциал таких процессоров для суперкомпьютерных вычислений был исследован пока еще достаточно слабо.
В рамках данной работы специалисты лаборатории и компании HPE сосредоточились на разработке аппаратной платформы и набора системного программного обеспечения, которое должно наделить ARM-процессоры способностью выполнять множество потоков обработки чисел с плавающей запятой, вычислений, используемых при решении большинства научных задач. В настоящее время уже были рассмотрены варианты использования ARM-процессоров от различных производителей, и предварительный выбор был сделан в пользу 64-битных процессоров ARM ThunderX2 производства компании Cavium, которые демонстрируют более высокую эффективность, нежели даже специализированные процессоры компании Intel.
На базе вышеупомянутых ARM-процессоров создается опытная вычислительная система Comanche Wave с 32 узлами, которая будет использоваться для всестороннего тестирования, оценки и отладки программного обеспечения. Эта система будет установлена в лаборатории Joint Laboratory for System Evaluation уже в начале 2018 года, после ввода ее в эксплуатацию специалисты из различных отделов начнут нагружать систему Comanche Wave задачами совершенно разного характера, от экономических до научных расчетов.
«Мы должны построить своего рода путепровод для будущих суперкомпьютерных систем» — рассказывает Рик Стивенс (Rick Stevens), руководитель профильного отдела лаборатории Аргонна, — «Неоценимую помощь в этом деле нам окажут наши партнеры из промышленного сектора. И я надеюсь, что совместными усилиями мы дадим толчок в жизнь высокопроизводительным вычислительным системам следующих поколений, которые будут способны справиться с самыми тяжелыми вычислительными задачами, сложность которых будет увеличиваться с каждым годом».
Помимо всего прочего, специалисты из лаборатории Аргонна займутся разработкой системного компилятора для ARM-процессоров, программы, превращающей исходный код в набор инструкций, выполняемых процессором заданного типа. В разработке такого компилятора и заключается трудность, которая, в свое время, послужила препятствием для выхода в свет нескольких альтернативных вариантов высокопроизводительных систем с процессорами различной архитектуры. Сегодня ситуация с компилятором смягчена наличием нескольких проектов с открытым кодом, в частности, проекта LLVM, в продвижение которого внесли огромный вклад специалисты из лаборатории Аргонна.
И в заключение следует отметить, что первая стойка с ARM-процессорами будущей системы Comanche Wave уже была продемонстрирована общественности на конференции SC17 (2017 International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis).