Япония планирует к 2020 году создать суперкомпьютер экзафлопс-класса на базе ARM-процессоров - «Наука и технологии»

На международной конференции по суперкомпьютерам (International Supercomputing Conference), которая проходила во Франкфурте, Германия, представители компании Fujitsu и японского Института физико-химических исследований RIKEN объявили о своих планах касательно создания суперкомпьютера следующего поколения. Этот суперкомпьютер, который должен появиться на свет к 2020 году, станет преемником суперкомпьютера K, нынешнего самого мощного японского суперкомпьютера. Новый компьютер будет создан на основе высокопроизводительных ARM-процессоров, а его производительность в тесте LINPACK должна перевалить за отметку в 1 экзафлопс.

По отношению к суперкомпьютеру K, производительность нового суперкомпьютера будет больше в 50-100 раз с точки зрения реальной и пиковой производительности соответственно. Ожидается, что новая система будет потреблять энергию от 30 до 40 МВт, и такую расточительность могут позволить себе только такие мощные научные организации, как институт RIKEN.

Следует отметить, что в настоящее время в Японии ведется создание суперкомпьютера T2K, который считается преемником суперкомпьютера K. Пиковая производительность этого компьютера будет составлять порядка 30 петафлопс. Он должен вступить в строй уже в этом году и он будет находиться в совместном пользовании ученых из университета Цукубы и университета Токио.

Как мы упоминали выше, новый японский экзафлопс-суперкомпьютер будет построен на базе специализированных ARM-процессоров. Изначально планировалось использовать процессоры Sparc64 компании Fujitsu, которая готовится в ближайшем времени перевести их на 16-нанометровый техпроцесс и разместить на одном кристалле 48 вычислительных ядер. А к 2019 году компания планирует перейти на 10-нанометровый техпроцесс, увеличив количество ядер на одном кристалле до 64 и 96.

Следует отметить, что только за счет увеличения тактовой частоты и количества ядер производительность одного процессора Sparc64 fx позволит поднять производительность системы до уровня 200-300 петафлопс. А расширение разрядности шины SIMD до 512 бит и использование интерконнекта Tofu3, позволяющего объединить до 165 тысяч узлов, позволит преодолеть отметку в 1 экзафлопс при тактовой частоте процессоров в 2.2 гигагерца. Но компания Fujitsu в целях снижения количества потребляемой энергии планирует заменить RISC-ядра Sparc64 fx вычислительными ядрами архитектуры ARMv8, работающими на сопоставимой тактовой частоте, а неизбежная потеря производительности будет компенсирована расширением разрядности шины SIMD до 1024 бит.

Независимо от того, будут ли обладать достаточной вычислительной мощностью ARM-процессоры компании Fujitsu, для создания суперкомпьютера экзафлопс-класса специалистам придется решить массу достаточно сложных проблем. Эти проблемы заключаются в расширении в 3-4 раза полосы пропускания памяти HMC и интерконнекта Tofu3, которые должны обеспечивать постоянной загрузкой все вычислительные ядра и не допускать даже кратковременного их простоя.