Чипы ARM сегодня широко применяются в смартфонах и планшетах, однако все больший интерес привлекают перспективы их использования в составе серверов для обработки растущих объемов веб-транзакций. Предполагается, что эффективное обслуживание ARM-серверами запросов поисковых механизмов и социальных сетей поможет заметно сократить энергозатраты ЦОДов. Компания Dell пошла ещё дальше и работает над созданием прототипа суперкомпьютера, управляемого процессорами ARM, сообщает InfoWorld.
Руководитель исследовательского подразделения Dell Тим Кэролл рассказал изданию, что хотя суперкомпьютер ARM — дело удалённой перспективы, но инженеры компании уже сейчас имеют некоторое представление о том, как будет выглядеть коммерческий образец высокопроизводительной ARM-машины. Он уверен, что суперкомпьютерные вычисления на базе ARM — это лишь вопрос времени, поэтому компания пользуется моментом, чтобы как можно быстрее решить возникающие проблемы и ускорить выход суперкомпьютеров на ARM на рынок.
Как правило, современные суперкомпьютеры строятся на базе процессоров Intel или AMD, реже — на SPARC или Power. Сами по себе чипы ARM недостаточно мощны, чтобы соперничать с полноразмерными процессорами, однако они обладают значительными возможностями масштабирования, что позволяет создавать решения, которые будут одновременно обрабатывать миллионы потоков данных. Говоря о преимуществах ARM-архитектуры, Кэролл также упомянул, что чипы на её базе энергоэфективны и позволят ощутимо сократить объёмы потребления электроэнергии, при том, что их мощность вполне достаточна для работы веб-серверов, проведения транзакций, научных расчетов и т. д. Помимо низкого энергопотребления процессоры архитектуры ARM отличаются также относительно невысокой ценой, особенно по сравнению с программируемыми логическими матрицами (FPGA), то есть перепрограммируемыми схемами, которые нашли применение во многих суперкомпьютерах.
Изначально ARM-чипы задумывались именно как мобильные процессоры, поэтому их сфера применения очень далека от суперкомпьютеров. Но Кэролл уверен, что это мнение может вскоре измениться, подобно тому, как изменилось отношение к графическим процессорам, которые сейчас используются как сопроцессоры в суперкомпьютерах.
Прежде Dell уже занималась производством суперкомпьютеров, в том числе и на базе гибридных архитектур CPU-GPU. Так, недавно компания завершила работу над компьютером Stampede, седьмым самым производительным в мире. Эта машина построена на базе чипов Intel Xeon E5 и сопроцессоров Xeon Phi. Её пиковая производительность составляет 10 Тфлопс. Общее количество процессоров — 102 400. Stampede состоит из 182 стоек, имеет оперативную память в 270 Тб, пространство хранения данных емкостью 14 Пб, занимает помещение площадью свыше тысячи квадратных метров. Для его создания было использовано 120 км кабелей. Суперкомпьютер потребляет 3 МВт электроэнергии.
Dell сейчас изучает возможность создания суперкомпьютеров, которые будут делать общие расчеты на базе чипов ARM и использовать GPU в качестве многопоточных сопроцессоров. Подобная аппаратная связка является нетипичной и потребует значительной адаптации программного обеспечения. Компания консультируется с крупными исследовательскими центрами по всему миру на предмет возможных сфер применения суперкомпьютеров на ARM.
Сам по себе рынок суперкомпьютеров меняется с развитием концепции облаков, что может повлиять на способ создания больших систем, полагает Кэролл. Сложные вычисления будут выполняться на удаленных серверах, а механизмы формирования запросов и доставки данных будут реализованы в виде облачных сервисов. “Мы обязательно к этому придем. Облако непременно станет транспортом, объединяющим все крупные инфраструктурные реализации”, — говорит эксперт.
Кэролл упомянул трудности, которые будут препятствовать проникновению ARM-чипов в высокопроизводительную вычислительную среду. По его мнению, современное вычислительное ПО все еще не адаптировано под ARM-архитектуру. Кроме того, процессоры ARM, x86 и Power поддерживают разные наборы команд и различные кодовые базы.
Сейчас процессоры на основе архитектуры ARM для серверов производят Calxeda, Marvell и Texas Instruments. Такие чипы поддерживают только 32- и 40-разрядные вычисления, но ARM уже анонсировала 64-разрядную архитектуру ARMv8 и соответствующую ей архитектуру процессоров Cortex-A57 и Cortex-A53. Ожидается, что AMD, AppliedMicro и другие предложат интегрированные чипы для серверов на платформе ARM.
