Intel и ARM продолжают увеличивать количество сегментов рынка, в которых они конкурируют и которые простираются от мобильных устройств до ЦОДов.

Несколько лет назад, когда руководители ARM впервые пришли к мысли об использовании архитектуры своих малопотребляющих систем на кристалле (SoC), чтобы бросить вызов доминированию Intel в области серверов ЦОДов, в центре внимания находились микросерверы с высокой плотностью размещения и высокоэффективным расходованием энергии, которые смогут найти применение в огромных вычислительных средах, используемых гигантскими Интернет-компаниями, такими как Google, Facebook и Amazon.

Однако, на прошедшей в Германии международной конференции по суперкомпьютерам International Supercomputing Conference (ISC) 2014 производители процессоров с ARM-архитектурой Applied Micro и Nvidia сообщили о продвижении этой архитектуры (которая сейчас применяется в большинстве смартфонов и планшетов) в область HPC. Компания Applied Micro заявила, что ее 64-разрядная SoC X-Gene, в которой используется заказной процессор архитектуры ARM, обладает высокими производительностью, пропускной способностью и энергоэффективностью, которые необходимы для суперкомпьютеров.

Одновременно представители Nvidia сообщили, что их графические процессоры, применяемые во многих HPC-системах для повышения производительности при сохранении приемлемого уровня энергопотребления, поддерживают 64-битные процессоры ARM.

Intel, в свою очередь, не считает собственные доминирующие позиции в области суперкомпьютеров раз и навсегда данными. Корпорация обнародовала новые подробности о процессоре для суперкомпьютеров Xeon Phi следующего поколения, который будет иметь втрое более высокую производительность, чем нынешний Knights Corner, и со временем станет использоваться в небольших серверах и, возможно, даже в мобильных устройствах.

Будущий Xeon Phi Knights Landing, который начнет появляться в системах со второй половины 2015 г., представляет важный шаг к эксабайтным вычислениям, сказал вице-президент и главный менеджер Intel по рабочим станциям и HPC Чарльз Вуишпард.

«Одна из наших общих целей заключается в достижении эксабайтных скоростей к концу десятилетия... на рынке HPC», — заявил Вуишпард на пресс-конференции перед открытием ISC.

На протяжении последних нескольких лет Intel весьма агрессивно расширяла свои позиции за пределами своей основной сферы — ПК и серверов для ЦОДов. Она работала над повышением энергоэффективности платформы SoC Atom, чтобы та могла конкурировать на рынке смартфонов и планшетов с доминирующими здесь процессорами ARM, изготовленными такими корпорациями как Samsung и Qualcomm.

ARM, напротив, испытывает трудности, пытаясь отрезать кусок от принадлежащей Intel огромной доли рынка серверных процессоров. Руководство компании ARM говорило о необходимости повышения энергоэффективности в эпоху мобильных компьютеров, Web 2.0 и облаков и о желании организаций видеть альтернативу процессорам архитектуры x86 производства Intel и Advanced Micro Devices.

Теперь, когда партнеры компании могут использовать дизайн 64-разрядного процессора ARMv8-A, эти планы обретают менее теоретический и более практический характер. Однако, если большинство партеров ARM стремятся предложить SoC для микросерверов, создавая процессоры на базе готового дизайна процессоров ARM, то Applied Micro и другие, такие как Cavium, воспользовались своей лицензией от ARM и выпускают собственные процессоры, которые должны конкурировать с массовыми серверными процессорами Intel Xeon.

Ранее в этом месяце на выставке Computex компания Cavium представила готовящиеся к выпуску серверные процессоры Thunder X с архитектурой ARM. «Большинство компаний хотят видеть наряду с Intel другого производителя, — сказал тогда корреспонденту eWeek вице-президент и главный менеджер подразделения Cavium Server Processor Group Гопал Хегди. — Мы должны предложить им выбор».

Applied Micro несколько лет разрабатывала процессоры для серверов Gene-X. Сейчас SoC X-Gene 1 поставляется производителям систем, а X-Gene 2, изготавливаемый по норме 28-нм, проходит апробацию у OEM-производителей, сообщил вице-президент Applied Micro по стратегии X-Gene и линеек продуктов Гуарав Сингх.

На выставке ISC компания Applied Micro продемонстрировала системы на X-Gene и объявила, что будет сотрудничать с фирмой E4 Computing Engineering с целью разработки малопотребляющих серверов EK003 с процессорами ARM. Кроме того, за несколько дней до открытия выставки, компания Softiron анонсировала материнскую плату для серверов корпоративного класса 64-0800 с процессором X-Gene.

Между тем, представители Nvidia проинформировали, что графический процессор Tesla K20, в котором используется программно-аппаратная архитектура параллельных вычислений CUDA 6.5, поддерживает X-Gene в системах, предназначенных для рынка HPC, и что первые базовые платформы ARM64 с графическими процессорами будут выпущены такими производителями систем как E4 и Cirrascale в июле.

Руководители как Applied Micro, так и Nvidia утверждают, что 64-разрядные SoC ARM хорошо подходят для HPC, где эффективное использование энергии обретает все большее значение, а перекомпиляция ПО под конкретные архитектуры не является чем-то новым.

«Есть очевидная потребность в энергоэффективности. Поэтому у тех, кто занимается HPC, есть стимул искать альтернативы процессорам x86», — заявил Сингх корреспонденту eWeek.

Менеджер по маркетингу подразделения Nvidia Tesla Group Рой Ким с этим согласен. «Те, кто использует HPC, безусловно, являются наиболее легко адаптирующимися из всех клиентов ЦОДа, — сказал Ким в интервью eWeek. — Они привыкли постоянно перекомпилировать свои приложения».

Однако ARM и ее партнеры конкурируют с Intel, которая широко использует инновации, имеет прочную экономическую базу и действует решительно. Intel сделал ставку на свою платформу Atom, чтобы противостоять ожидаемому вторжению ARM в область малопотребляющих серверов с высокой плотностью размещения компонентов. В настоящее время корпорация делает большие успехи благодаря следующему поколению процессоров Xeon Phi.

В новых процессорах Knights Landing будет использоваться микроархитектура Silvermont, которую сейчас можно встретить в SoC Atom. Она позволит повысить производительность процессоров при одновременном снижении энергопотребления. У них будет также новая разработанная компанией Micron Technology внутренняя память с полосой пропускания в пять раз большей, чем у DDR4, но при этом она будет занимать втрое меньшую площадь и в пять раз эффективнее расходовать энергию. Для начала объем новой памяти составит 16 Гб.

При этом у Knights Landing будет новая технология внутренних связей, которую представители Intel именуют Omni Scale. Она будет включена также в процессоры, которые последуют за Knights Landing и станут производиться по 14-нм норме. Раджиб Хазра, вице-президент подразделения Intel Data Center Group и главный менеджер Technical Computing Group, не стал вдаваться в подробности, говоря об Omni Scale. Он сообщил только, что это не технология Infiniband, которую Intel использует сегодня, но совместимая с ней. Intel несколько лет стремилась создать коммутационную матрицу и ради этого купила технологии Cray и QLogic, а также компанию Fulcrum Microsystems.

Вуишпард сказал также, что технология внутренних связей Omni Scale будет открытой, что позволит и другим производителям использовать ее.

Представители Intel сообщают, что у Knights Landing будет больше вычислительных ядер, чем у нынешнего Knights Corner, у которого их свыше 60. Но точно число ядер не называют. Правда, они говорят, что благодаря всем усовершенствованиям и новым технологиям производительность одного пакета превысит 3 Тфлопс. У нынешнего поколения Xeon Phi она составляет 1,2 Тфлопс.

По словам Хазра, главное заключается в том, чтобы не просто предложить вычислительное ядро, а интегрировать в одном кристалле все, включая внутренние соединения, функции обеспечения энергоэффективности, память и т. д.: «Речь идет о производительности не только процессора, но и всех других компонентов», — добавил он.