Векторные процессоры NEC Aurora были представлены ещё на ISC 2017. Уже тогда была продемонстрирована возможность использования таких чипов в качестве сопроцессоров на платах расширения с разъёмом PCI Express. Назывались такие платы Vector Engine. От образцов к серийному производству путь оказался недолог: уже 26 октября компания объявила о доступности новых систем SX-Aurora TSUBASA. Это название с японского можно перевести как «крылатая». Как и предполагает концепция NEC SX, основную работу выполняют векторные процессоры, но в этой системе они используются исключительно в виде плат расширения.

Процессор с архитектурой x86 выполняет только вспомогательные задачи, в терминологии компании-разработчика он называется Vector Host. На его плечи ложатся управление подсистемой ввода-вывода, обработка вызовов ОС и прочие вспомогательные вычисления, в том числе скалярные. Основная вычислительная мощь SX-Aurora TSUBASA кроется именно в ускорителях Vector Engine. Каждый чип Vector Engine имеет 8 ядер и развивает производительность порядка 2,45 терафлопс, что в пять раз больше векторных систем NEC SX-ACE, относящихся к предыдущему поколению. Поскольку шина PCI Express может стать узким местом, на борту каждого процессора имеется некоторый объём быстрой многослойной памяти HBM2, которая играет роль своеобразного кеша. Шесть сборок гарантируют ПСП на уровне 1,2 Тбайт/с. Сами платы могут иметь как пассивное, зависящее от хост-системы охлаждение, так и активное с собственным вентилятором на борту. Теплопакет по имеющимся данным составляет около 300 ватт — вполне на уровне современных видеокарт.

Серверы серии TSUBASA могут содержать в своём составе от 1 до 8 карт Vector Engine вплоть до 64 ускорителей на стойку. Эта стойка, изображённая на первом снимке, уже сама по себе считается суперкомпьютером. В сравнении с самым мощным ускорителем NVIDIA (7,8 терафлопс) векторный процессор NEС развивает всего 31 % его мощности, зато по показателю ПСП заметно опережает своего соперника (1,2 Тбайт/с против 900 Гбайт/с). Кроме того, в ряде задач специализированная архитектура NEC показывает себя более эффективной. Поскольку архитектура NEC не имеет аналогов, компания поставляет своим клиентам не только аппаратные комплексы, но и соответствующие программные решения: компиляторы, библиотеки MPI и прочее системное ПО. Используется даже уникальная файловая система NEC Scalable Technology File System и диспетчер задач NEC Network Queuing System V. Гарантируется бинарная совместимость с машинами NEC SX предыдущего поколения.

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.