Dell работает над прототипом суперкомпьютера на платформе ARM

Специалисты исследовательского подраз­деления Dell, сохраняя видимую невозму­тимость в кипящих вокруг рыночных бата­лиях, собирают фрагменты конструкции прототипного суперкомпьютера на базе процессоров в архитектуре ARM. В компа­нии считают, что такие машины могут найти себе применение в будущем.

В Dell хорошо понимают, что может пред­ставлять собой суперкомпьютер на плат­форме ARM. В ее лаборатории уже созда­вались прототипные архитектуры и дру­гие детали такой машины, как сообщил Тим Кэрролл, директор группы компьютер­ных систем для исследований Dell.

«Это хорошее решение, которому еще предстоит найти себе поле для примене­ния, — признал Кэрролл. — Архитектуре ARM есть место на этом рынке, а какое — он сам должен подсказать».

Процессоры в архитектуре ARM устанавливаются в большинство смартфонов и планшетных компьютеров. Они также находят все большее применение в серве­рах. Энергоэффективные центральные процессоры обеспечат снижение энерго­емкости серверов в центрах обработки данных, при этом их вычислительной мощности вполне достаточно для большинства задач по быстрому поиску в Web и обработки запросов в социальных сетях. Dell уже предлагает клиентам, гото­вым экспериментировать с новыми технологиями, прототипы серверов младше­го и среднего классов на базе ARM.

В зависимости от рабочих нагрузок, процессоры ARM могут в известных преде­лах использоваться в суперкомпьютерах, полагает Кэрролл. Они обеспечат эко­номию затрат в расчете на FLOPS/стойку. Некоторым организациям стоит про­явить доверие к этой технологии и применить процессоры ARM в суперкомпьютерах.

В суперкомпьютерах, в том числе и наиболее мощных, работают процессоры в архитектуре x86, производимые Intel или AMD, процессоры IBM Power или SPARC, предлагаемые Oracle. Процессоры в архитектуре ARM сейчас считаются недостаточно мощными для суперкомпьютеров тех организаций, которые реша­ют задачи, требующие сложных вычислений.

Процессоры ARM не могут преодолеть определенный порог производительно­сти, а это считается изъяном, который, как утверждают многие, делает невоз­можным оснащение ими суперкомпьютеров. Кэрролл уверен, что это отношение может быстро измениться, подобно тому, как изменилось отношение к графиче­ским процессорам, которые сейчас используются как сопроцессоры вместе с центральными процессорами в суперкомпьютерах.

«Не следует упорствовать в убеждении, будто вы понимаете все возможные ва­рианты применения процессоров», — напомнил Кэрролл.

Несмотря на то что вариантов применения процессоров ARM четко пока не про­сматривается, заинтересованные исследователи, по убеждению Кэрролла, най­дут их. Они будут мыслить более перспективными категориями, нежели коммер­ческий сектор, где в голове у специалистов крутятся лишь циклы продаж и сроки сдачи проектов.

Сам по себе рынок суперкомпьютеров меняется с развитием концепции обла­ков, что может повлиять на способ создания больших систем, полагает Кэрролл. 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», — заявил Кэрролл.

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.

Суперкомпьютерный центр в Барселоне наиболее далеко продвинулся в экспе­риментах с процессорами ARM в суперкомпьютерах. В прошлом году здесь сооб­щили о создании прототипного суперкомпьютера на базе двухъядерных процес­соров Samsung Exynos 5, а в самом конце 2011 анонсировали суперкомпьютер на базе процессоров Nvidia Tegra 3.

Процессоры на основе архитектуры ARM для серверов производят компании Calxeda, Marvell и Texas Instruments. Процессоры ARM-архитектуры поддержива­ют сейчас только 32- и 40-разрядные вычисления, но компания ARM уже анонси­ровала 64-разрядную архитектуру ARMv8 и соответствующую ей архитектуру процессоров Cortex-A57 и Cortex-A53. Ожидается, что компании AMD, AppliedMicro и другие предложат интегрированные чипы для серверов на плат­форме ARM.

Впрочем, может пройти некоторое время, прежде чем архитектура ARM будет принята исследовательским сообществом, полагает Кэрролл. Программное обес­печение, написанное к сегодняшнему дню, все еще не ориентировано на серве­ры на базе ARM, и наблюдается тенденция к сохранению старого кода. Процес­соры ARM, x86 и Power поддерживают разные наборы команд и различные кодо­вые базы.

Компания Dell сейчас строит серверы на процессорах в архитектуре x86. Супер­компьютер Stampede на базе лезвий Dell был развернут в прошлом году в Цен­тре передовых суперкомпьютерных систем в университете штата Техас. Он зани­мает седьмое по мощности место в мире, обеспечивая пиковую производитель­ность в 10 PFLOPS. Самый мощный в мире компьютер с производительностью в 20 PFLOPS, Titan, работает в Национальной лаборатории Министерства энерге­тики США в Окридже.

Суперкомпьютер Stampede объединяет в себе в общей сложности 102400 про­цессорных ядер, имеющихся в процессорах Intel Xeon E5 и вычислительных со­процессорах Intel Xeon Phi. Он состоит из 182 стоек, имеет оперативную память в 270 Тбайт, пространство хранения данных емкостью 14 Пбайт, занимает поме­щение площадью свыше тысячи квадратных метров. Для его создания было ис­пользовано 120 километров кабелей. Суперкомпьютер потребляет 3 МВт электроэнергии.

Dell начинала как компания, которую не рассматривали в качестве поставщика суперкомпьютеров, но по мнению Кэрролла, удовлетворять потребности клиен­тов нужно независимо от процессорной архитектуры.

«Мы постоянно совершенствуемся», — заверил Кэрролл.