В мире супервычислений всё обстоит не так, как привыкли обычные пользователи — для последних обычной и чуть ли не единственной является архитектура x86, а вот в сверхмощных вычислительных системах широко применяются уникальные архитектуры и технологии. В качестве одного из примеров можно назвать векторные процессоры NEC и суперкомпьютеры на их основе. Они имеют давнюю историю, а в качестве наиболее известного проекта NEC можно назвать «Симулятор Земли» (Earth Simulator Project) — суперкомпьютер, предназначенный специально для отработки климатических моделей. Он был самой быстрой вычислительной системой на нашей планете с 2002 по 2004 годы.
Но игнорировать развитие x86 не стоит никому; не стала делать этого и NEC, представившая на ISC 2017 гибридные системы нового поколения, сочетающие в себе достоинства проверенной временем архитектуры с уникальными наработками компании в области векторных вычислений. Проект получил название Aurora и развивается он сразу в нескольких направления — от обычных рабочих станций в башенном форм-факторе и серверных модулей в 19-дюймовых корпусах до огромных сверхмощных суперкомпьютеров и кластерных систем.
В первом варианте векторный процессор NEC выполнен в форме обычной платы расширения, вроде Intel Xeon Phi или NVIDIA Tesla. Это представляет определённый интерес, но архитектура NEC интересна высокой пропускной способностью подсистемы памяти, а в этом случае ограничивающим фактором является шина PCI Express. Стоечный вариант интереснее: он представляет собой стандартный серверный корпус высотой 1U с креплениями для 19-дюймовой стойки. Процессоров в этой системе три: один традиционный Intel Xeon Skylake-EP (а в будущем, возможно, и AMD EPYC) и два векторных процессора NEC Vector Engine.
Общаются они также посредством PCI Express 3.0, и, что интересно, основная задача выполняется исключительно на этих процессорах, а подсистема x86 выполняет только обслуживающие роли (примерно так же работают многие ускорители в версии PCIe-адаптера). К сожалению, данных о самих чипах очень мало, есть лишь куцые сведения о производительности Vector Engine — более 150 гигафлопс FP64 на одно векторное ядро, более 150 Гбайт/с ПСП в пересчёте на ядро же, суммарная скорость обмена данными достигает 1,5 Тбайт/с.
Количество ядер может достигать 32, теплопакет, по имеющимся сведениям, при этом лежит в пределах 300 ватт. А вот как организована подсистема памяти у NEC Aurora, мы не знаем. Следует полагать, что разработчики позаботились об отсутствии «бутылочного горлышка» в этом месте. Судя по всему, каждый векторный процессор располагает весьмы существенным объёмом высокоскоростной памяти (возможно, HBM2). В рамках кластера роль объединяющей среды выполняет InfiniBand.
С программной же поддержкой у NEC всё хорошо: можно использовать наработанные решения, созданные для суперкомпьютеров серии SX, поддерживаются стандартные средства программирования C/C++ и Fortran, имеется проверенный временем векторный компилятор и развитые средства автоматической «векторизации» кода. В качестве основной операционной системы используется дистрибутив x86 Linux, дополненный специфическим ПО для работы с векторными процессорами. Выглядит новая платформа многообещающе, но как она покажет себя в сравнении с решениями типа GPGPU, ещё предстоит узнать.
Источник:
