На минувшей неделе компания Qualcomm провела ряд мероприятий, в ходе которых рассказала массу интересного о новых флагманских SoC Snapdragon 855. Увы, за этим локальным триумфом хвостом последовала не очень оптимистичная информация о новых сокращениях в компании. По данным источников, в частности — по публикации на сайте Information, заметное сокращение персонала Qualcomm намечено в штате разработчиков серверных процессоров с поддержкой набора 64-разрядных команд ARM.

Ананд Чандразекхер и 48-ядерный процессор Qualcomm Centriq 2400

Всего будут уволены 269 человек: 144 в городе Роли, штат Северная Каролина, и 125 человек в Сан-Диего, где расположена штаб-квартира компании. Все увольняемые имеют отношение к серверным разработкам Qualcomm. А ведь ещё год назад ничто не предвещало беды! В конце ноября 2017 года компания приступила к коммерческим поставкам своих первых ARM-совместимых серверных процессоров Centriq 2400. Процессоры для своих ЦОД якобы даже начала закупать компания Microsoft, а всего шесть месяцев спустя — в апреле 2018 года — Qualcomm объявила о сокращении 1500 специалистов, так или иначе участвовавших в разработке Centriq 2400. Тогда же из компании ушёл глава разработчиков Ананд Чандразекхер.

48-ядерный ARM-процессор GHSCT StarDragon

В июле компания уволила из серверного подразделения ещё свыше 200 человек, но продолжала утверждать, что она намерена оставаться на рынке серверных решений на ARM. На этой неделе подразделение накрыли новые сокращения, но компания снова уверяет, что ничего страшного не происходит. Например, на запрос наших коллег с сайта TechCrunch представители Qualcomm ответили, что сокращается временный персонал, что не коснётся постоянного штата разработчиков. Как бы то ни было, в компании происходят определённые процессы, которые свидетельствуют о снижении расхода сил и средств на разработку серверных платформ на ARM.

Никто не ушёл обиженным (technewstoday.com)

Интересно другое, процессоры Centriq 2400 как бы ушли с горизонта, но вместо них в мае были продемонстрированы некие аналоги или даже копии в виде китайских процессоров StarDragon. Эти решения разработаны совместным предприятием Qualcomm в Китае — компанией Huaxintong Semiconductor Technology или GHSCT (Guizhou Huaxintong Semi-Conductor Technology). Коммерческие поставки StarDragon должны были начаться в конце текущего года. Если они начнутся, а о Centriq 2400 мы больше никогда не услышим, можно ли считать, что миссия Qualcomm успешно выполнена?

Компания Amazon объявила, что теперь в составе её облачной платформы Amazon Web Services (AWS) доступны инстансы на базе процессоров с архитектурой ARM. Это делает Amazon первым из крупных облачных провайдеров, предоставляющим вычислительные ресурсы на ARM-процессорах.

Новые инстансы, именуемые A1, доступны в составе вычислительного облака Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2). В качестве основы здесь выступают процессоры AWS Graviton с на 64-битных ядрах Neoverse с архитектурой ARM. Эти процессоры были созданы Annapurna — подразделением AWS, занимающимся разработкой чипов.

Компания позиционирует инстансы A1 в качестве решения с оптимальным соотношением цены и производительности. Утверждается, что они наилучшим образом подходят для масштабируемых рабочих нагрузок, работу с которыми можно разделить на группу небольших инстансов. Например, новые инстансы подойдут для работы с микросервисами, создания веб-серверов, сред разработки и отладки, а также и распределённых кеширующих серверов.

Виртуальные машины A1 доступны в пяти размерах и предлагают от 1 до 16 виртуальных процессоров (vCPU) и от 2 до 32 Гбайт оперативной памяти. Стоимость использования новинок составляет от 0,0255 до 0,408 долларов США за час в зависимости от количества ядер. Получается, что это будут одни из самых дешёвых инстансов в рамках AWS.

Инстансы AWS A1 на базе процессоров ARM уже доступны в центрах обработки данных Amazon Web Services, расположенных в США (Огайо, Орегон и Вирджинии) и Европе (Ирландия). Новинки доступны начиная с сегодняшнего дня.

Мы уже писали о серверах и системах хранения данных, представленных на стенде компании Huawei на выставке SC18, но при этом как-то пропустили новые серверные ARM-процессоры китайской компании. И ниже мы исправим данную оплошность, потому как новый серверный чип HiSilicon Hi1620 заслуживает внимания.

По словам производителя, процессор HiSilicon Hi1620 является первым серверным процессором с архитектурой ARM, выполненным по 7-нм техпроцессу. Производит его, конечно же, TSMC. Данный процессор будет доступен в версиях, которые насчитывают от 24 до 64 ядер с архитектурой ARM 8.2-A (вероятно, Cortex-A76). Работать новинки будут с частотой от 2,4 до 3,0 ГГц.

Процессор HiSilicon Hi1620 предлагает по 64 Кбайт кеш-памяти первого уровня инструкций и данных, 512 Кбайт кеша второго уровня на ядро и от 24 до 64 Мбайт общего кеша третьего уровня (из расчёта 1 Мбайт на ядро). Имеется встроенный контроллер памяти, который обладает восемью каналами и поддерживает память DDR4-3200.

Отметим наличие 40 линий PCI Express 4.0, двух сетевых интерфейсов с пропускной способностью 100 Гбит/с с поддержкой RoCE, а также поддержку множества различных портов и интерфейсов, в том числе и CCIX. Важно, что новые HiSilicon Hi1620 поддерживают двух- и четырёхпроцессорные конфигурации, а для связи между ними используется неназванная шина с пропускной способностью 240 Гбит/с на порт. Уровень TDP новинки составляет 100–200 Вт в зависимости от числа ядер и частоты.

Для сравнения, процессор HiSilicon Hi1616, относящийся к предыдущему поколению, выпускается по 16-нм техпроцессу и предлагает 32 ядра ARM 8.2-A с частотой 2,4 ГГц, а объём кеша второго уровня составляет лишь 1 Мбайт на четыре ядра. Этот чип также поддерживает работу в двухпроцессорных системах, однако здесь используется другое соединение с пропускной способностью лишь до 96 Гбит/с.

В конце отметим, что выпуск 7-нм серверного ARM-процессора HiSilicon Hi1620 состоится уже в феврале 2019 года.

Традиционно в ноябре был опубликован обновлённый список самых производительных суперкомпьютеров TOP500. Новая редакция примечательна не только некоторыми изменениями в десятке лидеров, но также и тем, что в ней впервые появились системы на базе процессоров с архитектурой ARM и на процессорах с x86-архитектурой AMD Zen.

Итак, десятку лидеров пополнил суперкомпьютер SuperMUC, принадлежащий Баварской академии наук и размещённый недалеко от Мюнхена. Он построен на 3100 процессорах Xeon Platinum 8174, каждый из которых имеет 24 ядра. С производительностью почти в 26,9 Пфлопс он занял восьмое место.

SuperMUC

В свою очередь американский суперкомпьютер Sierra после повышения его производительности до 125,7 Пфлопс поднялся на вторую позицию рейтинга. Теперь суперкомпьютеры из США занимают первые две строчки рейтинга. Напомним, что на первом месте ранее в этом году расположился Summit. А вот китайский суперкомпьютер Sunway TaihuLight, который был лидером TOP500 на протяжении двух лет, переместился на третье место.

Российских суперкомпьютеров в рейтинге TOP500 по-прежнему три: Ломоносов и Ломоносов-2, принадлежащие МГУ, а также суперкомпьютер Росгидромета. Они располагаются на 79, 485 и 282 местах соответственно.

Ломоносов-2

Первым суперкомпьютером на базе ARM в списке TOP500 стала система Astra от HPE, о которой ранее мы уже писали. Этот суперкомпьютер построен на процессорах Cavium ThunderX 2, которые включают по 28 ядер с тактовой частотой 2 ГГц. Суперкомпьютер построен на кластерах HPE Apollo 70, и в сумме включает 125328 ядер, а его производительность достигает 2 Пфлопс. Расположилась система Astra на 204 месте рейтинга.

HPE Apollo 70 — кластер на ARM

А вот первым суперкомпьютером на процессорах с архитектурой AMD Zen стала китайская система Advanced Computing System (PreE). Построена она на китайских «клонах» AMD Epyc — процессорах Hygon Dhyana. Эти процессоры аналогичны модели Epyc 7501 и также включают 32 ядра с частотой 2 ГГц. Данный суперкомпьютер насчитывает 163 840 ядер Zen, а его пиковая производительность достигает 6,13 Пфлопс. Занимает эта система 39 место.

Также нельзя пройти мимо общих трендов развития суперкомпьютеров. Для начала обратим внимание, что почти половина всех суперкомпьютеров из списка TOP500 расположены в Китае. Если точнее, то сейчас список включает 229 китайских систем. Полгода назад их было 206. На втором месте по количеству идёт США, далее Япония и страны Европы.

В большинстве (95,2 %) суперкомпьютеров из списка TOP500 используются процессоры Intel. Самыми популярными по-прежнему являются процессоры поколения Broadwell, но постепенно набирают популярность и Skylake. На базе процессоров AMD построено лишь три суперкомпьютера, из которых лишь один на базе Epyc, да и то китайского, а два других — на Opteron.

Интересно, что число суперкомпьютеров списка TOP500 с производительностью выше одного петафлопса достигло 427 единиц. Полгода назад их было лишь 272. Из всего списка 137 систем используют ускорители вычислений на базе GPU или сопроцессоров. В большинстве своём это ускорители NVIDIA Tesla поколений Pascal и Volta. Около 50 % вычислительной мощности всех систем списка приходится на GPU, и постепенно их доля растёт.

Отметим, что свой вклад в будущем внесут программируемые матрицы FPGA, которые также будут использоваться в качестве ускорителей вычислений в дополнение к обычным процессорам. Весьма перспективно тут выглядят процессоры, размещённые вместе с FPGA-матрицей в одном корпусе.

Наконец, что касается Green500 — списка наиболее энергоэффективных суперкомпьютеров, которые обеспечивают больше всего вычислительной мощности на единицу потребляемой энергии. Довольно интересно, что на третьем месте этого списка расположился самый производительный суперкомпьютер в мире — Summit. Также заметим, что в десятку наиболее энергоэффективных суперкомпьютеров входит ещё пара представителей десятки самых производительных систем.

Комиссариат по атомной и альтернативным видам энергии — французский научно-исследовательский институт CEA (Alternative Energies and Atomic Energy Commission) — договорился о развёртывании на свой площадке новейшего суперкомпьютера на основе ARM-платформы компании Marvell. Для сторонников серверных платформ на ARM это закрепление успеха. Всего неделю назад эту же платформу Marvell пообещала использовать Лос-Аламосская национальная лаборатория в виде систем Shasta производства компании Cray.

Французский институт для центра CEA/DAM (Military Applications Division) с базированием в Брюйер-ле-Шатель до конца года получит систему BullSequana X1310 компании Atos. Как и система Cray Shasta, система Atos BullSequana X1310 опирается на процессоры Marvell ThunderX2. В систему Atos вошли 92 blade-сервера с тремя узлами на каждом из них. Каждый узел представлен двумя 32-ядерными процессорами Marvell ThunderX2 с частотой до 2,2 ГГц с поддержкой 64-битных инструкций Armv8-A, внешним интерфейсом InfiniBand и 256-Гбайт памяти DDR4.

Вся мощь системы Atos BullSequana X1310 будет направлена на моделирование испытаний ядерного оружия. Франция прекратила натурные ядерные испытания 22 года назад и нуждается в симуляции процессов ядерного распада. Все лучшие игрушки, как известно, попадают к военным. О гражданском назначении новой системы пока неизвестно, хотя CEA, в том числе, занимается проблемами альтернативной энергетики.

Следует сказать, что Европейская Комиссия ещё семь лет назад приступила к финансированию проекта «Mont-Blanc» (по названию одноимённой горы в Западной Европе). Этот проект предусматривает создание суперкомпьютеров класса эксафлопс на основе альтернативных архитектур, а не RISC или x86. На начальных этапах в проекте принимали участие такие компании, как NVIDIA и Samsung. Как вышло в итоге, к началу коммерческой реализации проекта первой добралась компания Marvell с помощью процессоров ThunderX2, доставшихся ей по наследству вместе с поглощением активов компании Cavium.

Компания Cray представила революционную по её словам архитектуру и платформу для сверхмасштабируемых суперкомпьютерных систем. Система разработана и будет продвигаться под кодовым именем Shasta. Шаста — это стратовулкан в системе Каскадных гор в штате Калифорния (США). Центральный пик Шаста окружён четырьмя пиками поменьше, что отражает суть новой архитектуры — сочетание в одной системе нескольких вычислительных и графических архитектур, а также трёх межкорпусных и межстоечных интерфейсов.

К сожалению, подробнее о предлагаемых вариантах конфигурации систем Shasta мы узнаем через две недели на конференции SC18 (Supercomputing Conference), которая пройдёт в Далласе (Техас) с 11 по 16 ноября. Это будет 30-я юбилейная конференция Supercomputing Conference, и Cray в виде доклада о Shasta сделает ей и нам своеобразный подарок. Коммерческие поставки систем Shasta стартуют примерно через год — в четвёртом квартале 2019 года. Однако компания уже заключила контракт на поставку одной системы для Национального энергетического научно-исследовательского научного вычислительного центра Министерства энергетики США (NERSC).

Данный контракт стал крупнейшим в истории компании. Он оценён в $146 млн. Система Cray «Perlmutter» будет поставлена в NERSC в 2020 году, а опираться она будет на процессоры AMD EPYC и ускорители ADM Radeon Instinct (Vega), как и на ускорители NVIDIA. Подчеркнём этот момент. Гибридные системы явно вышли на новый для себя уровень. В иных случаях конфигурации Shasta будут включать немыслимые раньше сочетания x86-совместимых процессоров (Intel Xeon Scalable и AMD EPYC), процессоров на ARM (об участии в проекте заявила компания Marvel, поставляющая процессоры ThunderX2) и GPU компаний AMD и NVIDIA, как и использование ускорителей на матрицах ПЛИС. Всё это многообразие для связи между полками и стойками вместе или порознь будет использовать три интерфейса: InfiniBand (Mellanox), Omni-Path (Intel) и Slingshot (Cray).

Новый интерфейс Cray Slingshot, о котором компания подробно пока не рассказывает, обещает снижение задержек и рост пропускной способности. В частности, число сегментов в конфигурации сети Cray Slingshot с поддержкой Ethernet будет снижено с 5 до 3. В целом Cray говорит о масштабируемой платформе, которая сотрёт разницу между кластерами и единой системой. Платформа будет одинаково легко управляться и обслуживать задачи как в виде одиночной стойки, так и в составе комплекса из свыше 100 стоек.

Система будет поставляться в двух вариантах. В одном она будет состоять из стандартных 19-дюймовых стоек с воздушным или жидкостным охлаждением (с поддержкой стандартов W3 и W4). В другом исполнении система предстанет в виде высокоплотных процессорных конфигураций в корпусе с 64 blade-серверами с жидкостным охлаждением. В каждом случае число шкафов (стоек) может превышать 100 штук. По словам Cray, это открывает путь к суперкомпьютерам с производительностью класса эксафлопс. Собственно, система Shasta представлена как первое близкое к реализации решение эксафлопсного уровня. Ждём подробностей.

Компании ARM и Intel выпустили пресс-релизы, в которых сообщили о заключении стратегического партнёрства в области Интернета вещей. Являясь конкурентами в сфере вычислительных устройств от смартфонов до серверов (с немалыми трудностями для каждой из них), ARM и Intel собираются совместно покорять рынок подключенных устройств. Очевидно, прогнозы аналитиков о подключении к 2035 году до одного триллиона «вещей» к Интернету разжигают аппетиты обеих компаний, а сотрудничество даёт надежду заполучить значительный кусок этого рынка.

Вместе компании ARM и Intel будут создавать единую экосистему для быстрого и управляемого защищённого подключения к удалённым сервисам устройств и решений вне зависимости от архитектуры (ARM или x86), а также вне зависимости от платформы и развёрнутого на ней сервиса. В пресс-релизе Intel прямо заявлено, что к любому облачному сервису можно будет подключить любое устройство. Это освобождает разработчиков устройств от необходимости ограничиваться какой-то одной платформой и ориентироваться на уникальный сервис. Тем самым сделанный даже на этапе планирования выбор не повлечёт за собой лавину трудностей, когда проект доберётся до стадии реализации.

С практической стороны платформа ARM IoT Pelion, которая управляет устройствами на платформах ARM, будет опираться на спецификации платформы Intel Secure Device Onboard, что позволит интегрировать одну платформу в другую с общим управлением. Кроме того, это позволит значительно упростить процессы настроек безопасности конечных устройств. Так, если сегодня на настройку безопасности одного устройства может уйти от 20 минут и больше, то с помощью Intel Secure Device Onboard это время сократится до 2 минут и не потребует от специалистов высокой квалификации. Это не критично для сотен и тысяч устройств, но для миллионов и миллиардов IoT-решений индивидуальная настройка стала бы настоящей головной болью.

Компания Ampere представила программу поддержки разработчиков для создания проектов под процессоры eMAG, разработанные на базе 64-разрядной архитектуры с поддержкой команд ARM. В конце сентября, напомним, Ampere сообщила о начале коммерческих поставок 32-ядерных и 16-ядерных процессоров eMAG и серверов Lenovo на их основе. Процессоры eMAG стали вторым масштабным проектом по продвижению архитектуры ARM на серверный рынок в качестве вычислительных платформ (на сетевом направлении ядра ARM и решения на их основе представлены сравнительно давно и достаточно массово).

Сегодня в поддержку разработчикам программных решений компания Ampere на специально созданном для этого сайте предлагает свободный доступ к инструментам, документации и к сообществу, что позволит разрозненным специалистам и группам совместно создавать интересные проекты. В целом, это поможет продвигать в массы разработки и идеи для популяризации серверных платформ на архитектуре ARM. Компания Ampere уже работает с такими сообществами, как Packet, WorksOnArm, OpenJDK и принимает участие в открытых проектах Linux Kernel, gcc/llvm, OpenBMC и в других, надеясь распространить платформу eMAG для адаптации к облачным сервисам.

Серверы Lenovo на процессорах eMAG (WikiChip)

Также на сайте можно заказать сервер Lenovo с процессорами Ampere eMAG, техническое руководство по процессорам (eMAG Technical Readiness Manual) и руководство по оптимизации для ядра Linux (Ampere Linux Kernel Optimization Guide). Документация, ещё раз подчеркнём, распространяется открыто. Кроме этого с живой демонстрацией платформы и её возможностей можно будет познакомиться на стенде Ampere на конференции Arm TechCon 2018, которая стартует в понедельник 15 октября.

В полном соответствии с обещаниями молодая компания Ampere Computing объявила о начале коммерческих поставок серверных процессоров с поддержкой 64-разрядных команд ARMv8.0-A. К поставкам заявлены 32-ядерные процессоры eMAG 8180 и пока безымянные 16-ядерные модели. Цена вопроса составляет $850 за 32-ядерную модель, что на $100 дешевле ожидаемого, и $550 за 16-ядерную. Тем самым Ampere Computing стала второй компанией после Cavium (процессоры ThunderX2), которая довела серверные процессоры на архитектуре ARM до коммерческого внедрения.

Следует напомнить, что в основе моделей процессоров eMAG текущего поколения лежат архитектура и разработки компании Applied Micro. Более того, Ampere Computing была создана и вобрала в себя как интеллектуальное наследие Applied Micro, так и приняла на работу значительную часть её разработчиков. Собственными продуктами Ampere Computing станут процессоры нового поколения, которые выйдут в 2019 году, и если текущая продукция опирается на 16-нм техпроцесс компании TSMC, то следующие процессоры будут выпущены с использованием 7-нм техпроцесса.

Планы компании Ampere (WikiChip)

Процессоры eMAG предназначены для широкого спектра задач с возможностью сверхмасштабирования. Это различные облачные сервисы, обработка больших данных, размещаемые в памяти базы данных, веб-хостинг и многое другое. В основе архитектуры eMAG (Skylark) лежит модульная структура из сдвоенных ядер, подключённых к согласованной скоростной внутренней шине по обмену данных. При этом пропускная способность шины рассчитана на нагрузку большим числом ядер, чем 32 штуки. Поэтому в следующем году можно ожидать выхода процессоров eMAG с увеличенным количеством ядер.

Коротко об архитектуре eMAG (WikiChip)

Определённым ограничением новинок служит то, что они не могут работать в многопроцессорном окружении. Это не позволит выпускать на платформе eMAG высокоплотные серверы. Процессоры eMAG с поддержкой многопроцессорных конфигураций выйдут только в следующем году в поколении 7-нм решений.

Серверы Lenovo на процессорах eMAG (WikiChip)

Частотный потенциал актуальных процессоров eMAG 8180 довольно неплох и составляет 3 ГГц в штатном режиме и 3,3 ГГц в режиме турбо. Потребление 32-ядерной модели eMAG 8180 для заявленных частот не превышает 125 Вт. Частоты и TDP 16-ядерной модели пока не раскрываются. Адресное пространство 32-ядерных и 16-ядерных процессоров должно быть одинаковым — до 1 Тбайт или до 16 модулей DDR4-2667 с ECC в восьмиканальной организации. Первые серверы на платформе eMAG пообещала выпустить компания Lenovo и «некоторые другие» ODM-производители.

Примерно через три года начнётся коммерческая эксплуатация суперкомпьютера Post-K, который компании Fujitsu и RIKEN разрабатывают на смену предыдущей совместной системы суперкомпьютера K (начал работать в 2011 году). Новая система Post-K обещает 100-кратно поднять производительность на уровне приложений. И сделано это будет благодаря переходу Fujitsu на ARM-совместимые ядра и новую архитектуру с масштабируемыми векторными инструкциями (Scalable Vector Extensions).

На прошедшей на днях конференции Hot Chips 30 (2018) компания Fujitsu впервые обнародовала спецификации новых процессоров, которые получили обозначение A64FX. Ни «A», ни «64», ни «FX» не имеют отношение к компании AMD, хотя в названии новых суперпроцессоров Fujitsu что-то немного согревает душу. Это процессоры с поддержкой 64-разрядных команд ARM и векторных инструкций длиной до 512 бит. Каждый процессор Fujitsu A64FX будет нести 48 вычислительных ядер и 4 вспомогательных ядра, разделённые на четыре блока, соединённых внутренней кольцевой шиной. Для связи с другими процессорами Fujitsu использует две линии внешнего интерфейса Tofu с пропускной способностью 28 Гбит/с. Строение процессора и внешний скоростной интерфейс обещают значительное наращивание параллелизма в вычислениях.

Fujitsu

Каждый из 13-ядерных блоков поддержан кеш-памятью L2 объёмом 8 Мбайт. Кроме этого каждый из блоков напрямую обращается к модулю стековой памяти HBM2 объёмом 8 Гбайт. Суммарный объём памяти HBM2 у каждого процессора насчитывает 32 Гбайт, а общая скорость доступа достигает 1024 Гбайт/с. Поскольку память HBM2 можно рассматривать в качестве кеш-памяти третьего уровня, все или большинство операций выполняются в процессоре, что обещает отличный прирост производительности.

Процессор Fujitsu A64FX выпускается с использованием 7-нм техпроцесса, очевидно, что на линиях компании TSMC. Он насчитывает 8,7 млрд транзисторов. Пиковая производительность процессора для операций с двойной точностью достигает 2,7 терафлопс. Процессор без потерь на переход может вычислять операции с одинарной точностью и половинной, соответственно, в два и четыре раза быстрее. Также, за что надо благодарить тему машинного обучения, процессор A64FX оптимизирован для обработки 16- и 8-битных целочисленных значений.