ARM как основа для новых суперкомпьютеров

Испанский центр BRC (Barcelona Supercomputing Center) провел исследование, согласно которому в будущем ARM-чипы, подобные тем, что используются в современных смартфонах, смогут заменить в суперкомпьютерах и серверах более дорогие и энергоемкие процессоры x86-архитекруры. Результаты исследования были изложены в статье «Are mobile processors ready for HPC?», представленной публике на выставке EDAworkshop13, прошедшей в этом месяце в Дрездене.

В своей работе исследователи прогнозируют повторение истории конца 20 века, когда RISC-чипы вытеснили более дорогие векторные процессоры, использовавшиеся в подавляющем количестве суперкомпьютеров. RISC в свою очередь были заменены со временем x86-процессорами типа Intel Xeon или AMD Opteron, которые до сих пор служат основой более 400 из 500 самых мощных суперкомпьютеров мира. Специалисты BRC утверждают, что при прогнозировании развития технологий, применяемых в высокопроизводительных системах, следует уделять внимание не только мощности, но и цене чипа, а также его размерам. «Мобильные процессоры не быстрее… но они значительно дешевле», пишут исследователи.

Сравнительная динамика развития x86 и ARM-чипов

Дешивизна ARM-чипов во многом обусловлена их распространенностью: они используются почти в каждом современном смартфоне или планшете. Исключение составляет разве что Atom, разработанный Intel на архитектуре x86. Интерес крупных компаний к использованию в серверах мобильных процессоров также вызван попыткой увеличить их энергетическую эффективность. Принято считать, что мощные Xeon и Opteron отлично подходят для сложных вычислений, связанных с большими базами данных или ERP-системами, однако для обработки большого количества мелких задач, таких как обработка результатов поиска или «лайков» в социальных сетях, по мнению исследователей, больше подходят экономичные ARM.

Одной из задач Barcelona Supercomputing Center является создание прототипа вычислительной системы, обладающее большим показателем эффективности вычислений по отношению к израсходованной энергии (performance-per-watt). Уже сейчас, при финансовой поддержке испанского правительства и ЕС, компания создает серверы на базе четырехъядерного NvidiaTegra 3 и двухъядерного Samsung Exynos 5250.

Результаты бенчмарков многоядерных ARM-чипов от Nvidia и Samsung

Помимо испанских исследователей, идеей применения мобильных процессоров для высокопроизводительных вычислений прониклась, к примеру, HP, разрабатывающая вторую версию своей мобильной серверной системы Moonshot с использованием ARM-чипов от Calxeda и Texas Instruments. Dell также разработала прототип сервера на ARM-чипов и рассматривает использование экономичных чипов в суперкомпьютерах.