Европейский консорциум EuroHPC JU объявил о запуске трёх новых проектов общей стоимостью €140,7 млн, направленных на организацию ЕС и его партнёрами по EuroHPC JU независимой разработки микропроцессоров и технологий высокопроизводительных вычислений (HPC), а также продвижение суверенной европейской HPC-экосистемы: European Processor Initiative (EPI SGA2), European PILOT и European Pilot для Exascale (EUPEX).

European Processor Initiative (EPI) отчитался о завершении первого этапа и приступил ко второму. Проект реализуется в рамках рамочного соглашения о партнёрстве в области европейских микропроцессорных технологий. Главными задачами EPI являются укрепление конкурентоспособности и лидирующих позиций европейской промышленности и науки и разработка собственной микропроцессорной технологии со значительно улучшенным соотношением производительности и энергопотребления, в том числе для HPC и Big Data.

Изображения: EuroHPC/EPI

Вторая фаза проекта сосредоточится на завершении разработки европейских CPU (Arm) и ускорителя (RISC-V + дополнительные вычислительные блоки). Образцы последнего были получены ещё в прошлом году. На данном этапе проект будет координироваться Atos (Bull SAS). Этот этап рассчитан на 3 года с бюджетом до €70 млн, который выделит Евросоюз и страны-участниками EuroHPC. Ранее SiPearl, занимающаяся разработкой CPU, уже получила дополнительные €17,5 млн рамках программы EIC Accelerator (European Innovation Council).

Ещё один проект, European Pilot for Exascale (EUPEX), ориентирован на вычисления экзафлопсного класса. Как и вторая фаза EPI, он официально стартовал 1 января 2022 года. В рамках проекта будет разрабатываться первая независимая (в первую очередь от США) HPC-платформа, объединяющая весь спектр европейских технологий — от архитектуры, вычислительных блоков, системного ПО и инструментов разработки до собственно HPC-приложений.

EUPEX создаст открытый и масштабируемый прототип HPC-платформы промышленного уровня. Пилотная система будет использоваться для разработки ПО в области HPC, ИИ и Biga Data в сотрудничестве с ключевыми европейскими сообществами пользователей и компаниями. Этот проект также координируется Atos. На его реализацию отведено 4 года, бюджет проекта — на уровне €40,7 млн.

Проект European PILOT (Pilot using Independent, Local and Open Technologies) стартовал ещё 1 декабря 2021 года, причём он связан с EUPEX соглашением о сотрудничестве. В рамках European PILOT ведётся проектирование европейского ускорителя на базе архитектуры RISC-V. Ускорители обычно обеспечивают большую часть номинальной производительности FP-вычислений в современных HPC-системах и являются основными блоками будущих суперкомпьютеров экзафлопсного класса.

Новые ускорители предполагается использовать в высокоплотных HPC-системах с жидкостным иммерсионным охлаждением. Как и все прочие аппаратные и программные решения, он будет использовать наработки преимущественно европейских компаний и организаций, а также независимые и открытые продукты. Проект European PILOT координируется Барселонским суперкомпьютерным центром (BSC). Он рассчитан на 42 месяца с бюджетом в пределах €30 млн.

EPI (European Processor Initiative), целью которого является создание европейских высокопроизводительных процессоров и ускорителей для серверов, HPC-систем и автономного транспорта, успешно завершил первую фазу развития — CPU под кодовым именем Rhea стал на шаг ближе к реальности. Его выпуск запланирован на конец 2022 года.

Консорциум EPI был создан в 2018 году, сейчас в него входят уже 28 компаний и организаций в 10 странах Евросоюза. Сегодня EPU объявил о достижении целей первой фазы проекта, который включает три основных направления разработки: процессоры общего назначения (GPP), ускорители (EPAC) и SoC для робомобилей.

Планы European Processor Initiative (Изображения: EPI)

Первое направление возглавляет SiPearl при поддержке Atos. Компания создаёт 6-нм чип Rhea с ядрами Arm Neoverse V1. Однако это лишь часть общей картины — чип получит ещё 29 различных блоков RISC-V, а также внутренний интерконнект NoC (Network-on-Chip) для связи ядер и различных подсистем. В целом, чип уже работоспособен на уровне RTL — полный дизайн в настоящее время проходит валидацию в эмуляторах, но его уже можно использовать для создания системного и прикладного ПО.

Rhea получит контроллеры памяти с поддержкой HBM2E, для валидации которых CEA подготовила отдельную платформу. За защиту будет отвечать автономная система управления безопасностью (SMS) от ProvenRun. Пизанский университет разработал целый набор IP-блоков Crypto Tile для ускорения AES, ECC/ECDSA/ECIES/ECDH и SHA2/SHA3. Crypto Tile имеет безопасное хранилище ключей, защиту от атак по сторонним каналам, поддержку постквантового шифрования (Crystals Kyber и Dilithium) и эффективной работы со сверхдлинными ключами, а также аппаратный генератор случайных чисел и быстрые AXI4-интерфейсы.

Первая партия чипов EPAC

Для современного процессора очень важен фактор энергопотребления, и здесь огромный вклад внесли университеты Болоньи и Цюриха, разработавшие новый контроллер питания на базе ядер RISC-V. Он использует современные алгоритмы машинного обучения для более эффективного управления многоядерными SoC. Регуляторы напряжения и референсная платформа для них (пока на базе FPGA) спроектированы компаниями Atos и E4 Computer Engineering.

Прототип ускорителя EPAC

Направление ускорителей представлено чипами EPAC 1.0 на базе ядер RISC-V и IP-блоков различных специализированных ускорителей, первые образцы которых были выпущены этой осенью. Тестовая плата для EPAC разработана E4 Computer Engineering. Предварительное тестирование показывает отличную степень программируемости и совместимости. Сейчас идёт разработка и портирование ПО и драйверов.

Тестовая платформа для новой европейской платформы автономного транспорта

Наконец, третья ветвь EPI, находящаяся под патронажем Infineon, представила концепт платформы автономного транспорта на базе BMW X5. Основой служит SoC eHPC на базе IP-блоков, созданных в рамках других направлений работы EPI. В состав платформы входят новые камеры и радарные ИИ-системы. Серьёзное внимание уделено безопасности — есть соответствие требованиям стандарта ASIL D. Новая платформа является модульной и позволяет подключить чипы Rhea и EPAC, ускорители Kalray MPPA и ПЛИС Menta eFPGA.

В целом, результаты первой фазы работы EPI доказывают возможность кооперации между столь серьёзным количеством разработчиков. Заложены основные принципы работы и созданы первые работоспособные прототипы как отдельных IP-блоков, так и платформ. При этом все они созданы силами европейских компаний и во многом опираются на открытые решения, которые EPI намерен поддерживать и далее.