SiPearl, европейский разработчик высокопроизводительных и энергоэффективных процессоров для суперкомпьютеров, и американская компания HPE объявили о стратегическом партнёрстве с целью совместной разработки решений для высокопроизводительных вычислений (HPC). Как ожидается, сотрудничество двух компаний, которое расширяет возможности гетерогенных вычислений для суперкомпьютеров и использует европейские архитектуры, позволит ускорить внедрение экзафлопсных систем в Европе.

HPE и SiPearl займутся разработкой комплексной HPC-платформы, которая сочетает в себе решения HPE, разработанные с учётом требований нового поколения суперкомпьютеров к производительности и масштабируемости, и будущий Arm-процессор SiPearl Rhea, который позволит достичь экзафлопсного уровня производительности европейским суперкомпьютерам. Ранее SiPearl заключила похожие соглашения с Intel и NVIDIA.

Источник изображения: SiPearl

Ожидается, что HPE предоставит свою программно-аппаратную платформу, включая интерконнект Slingshot, фирменный компилятор и HPC-стек ПО. Причём изначально закладывается поддержка гетерогенных систем. Кроме того, в рамках партнёрства совместные решения HPE и SiPearl будут предоставлены Центру передового опыта (CoE) HPE в Гренобле (Франция), где проводятся исследования в области полупроводников, чтобы позволит ускорить тестирование и оптимизацию новых продуктов.

SiPearl, европейский разработчик высокопроизводительные и энергоэффективных процессоров для суперкомпьютеров, в том числе экзафлопсного класса, и NVIDIA объявили о сотрудничестве, в рамках которого предложат заказчикам совместные решения, включающие HPC-продукты и сетевые компоненты NVIDIA и CPU SiPearl (первым станет Rhea). Сотрудничество направленно на объединение портфолио аппаратных и программных решений обеих компаний, а также на совместную работу в области разработки продуктов и развития бизнеса.

Источник: NVIDIA

NVIDIA и SiPearl создадут прокси-платформу для переноса и анализа рабочих нагрузок, которая позволит наилучшим образом задействовать сильные стороны продуктов обеих компаний, например, HBM-память в процессорах SiPearl и массивно-параллельную архитектуру ускорителей NVIDIA. Кроме того, планируется совместная работа со сторонними европейскими исследовательскими институтами над открытыми инструментами для моделирования SoC и NoC. Компании намерены добиться полной совместимости на уровне «железа», а также совместно развивать программную экосистему для HPC-решений на базе платформы Arm.

Ранее аналогичное соглашение о сотрудничестве было заключено между SiPearl и Intel. И в том и в другом случае SiPearl, штат которой, к слову, недавно вырос до более чем ста сотрудников, говорит о возможности предоставить европейским заказчикам наиболее оптимальное решение для их задач. Несмотря на то, что Европа стремится стать независимой от США в области высокопроизводительных вычислений (HPC), на первом этапе этого, судя по всему, исключительно своими силами обойтись будет нельзя.

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.

SiPearl, ответственная за разработку CPU для европейских суперкомпьютеров, и Intel объявили о сотрудничестве, которое позволит ускорить создание экзафлопсных систем в Евросоюзе путём объединения в рамках одной системы процессоров Rhea и ускорителей Ponte Vecchio. А для работы с такими гетерогенными HPC-узлами будет использоваться открытый унифицированный программный стек oneAPI, переносим и оптимизацией которого планирует заняться SiPearl.

Фактически это предварительный анонс первых систем c Ponte Vecchio не только без CPU Intel (как у злопополучной Aurora, которой компания прочит уже 2 Эфлопс), но и без x86-64 вообще — SiPearl Rhea является HPC-процессором на базе Arm. Согласно последним данным, этот 6-нм чип получит 64 ядра Neoverse V1 (Zeus), блоки RISC-V и HBM-память в единой 2.5D-упаковке. Он также получит контроллер PCIe 5.0 — ускоритель Intel X^e будет подключаться к процессору посредством CXL, о чём прямо говорится в сообщении компаний. Впрочем, до создания реальных систем пока далеко. Выпуск Rhea намечен только на конец 2022 года, а производиться он будет на мощностях TSMC.

Но гораздо интереснее, будет ли связка Rhea + Ponte Vecchio считаться достаточно «европейской» для целей импортозамещения. Впрочем, для программы EuroHPC она сгодится. SiPearl уже является участником ряда проектов Евросоюза по повышению независимости от зарубежных технологий, включая и инициативу European Processor Initiative (EPI). В сентябре этот проект получил первые тестовые образцы EPAC1.0, ещё одного европейского чипа для HPC-систем, но уже на базе RISC-V и 22-нм техпроцесса GlobalFoundries.