Az A64FX egy 64 bites ARM architektúrán alapuló mikroprocesszor, amelyet a Fujitsu tervezett. A processzor a SPARC64 V processzorokat váltja fel a Fujitsu szuperszámítógépes rendszereiben. A Fugaku szuperszámítógép is A64FX processzorokra épül; ez a gép 2020. júniusától a világ leggyorsabb szuperszámítógépeként szerepelt a TOP500 listában, míg 2022 júniusában megelőzte a Frontier szuperszámítógép, így a második helyre esett vissza.
Tervezés A Fujitsu az Arm vállalattal együttműködve fejlesztette ki a processzort; ez az első processzor, amely az ARMv8.2-A Scalable Vector Extension (SVE) SIMD utasításkészlet használja, 512 bites vektoros megvalósítással.
A processzor rendelkezik négy operandusú összevont szorzás-összeadás (FMA) prefix utasítással, azaz egy MOVPRFX utasítással, amelyet 3 operandusú FMA művelet követ (az ARM, mint a RISC processzorok általánosan, 3 operandusú gép, amelynek utasításkódolása nem teszi lehetővé több, pl. négy operandus használatát), de ezeket egyetlen műveletbe vonja össze az utasítás-futószalagon. A processzorról a tervező azt állítja, hogy 90%-nál magasabb végrehajtási hatékonyságot ér el a (D|S|H)GEMM (általános mátrixszorzás)D: kétszeres pontosságú, S: egyszeres pontosságú, H: félpontosságú, GEMM: általános mátrixszorzás (general matrix multiplication); C += A * B művelet, ahol A, B, C nagy méretű mátrixok. Ez nagy mértékben gyorsítható a vektoros számítóművek használatával, mint pl. az SVE (vagy az AVX az x86-os architektúrákban). ld. tesztek és INT16/INT8 skaláris szorzat műveletekben.
A processzor HBM2 memóriát használ, másodpercenként sávszélességgel. A processzor 16 3. generációs PCI Express sávot alkalmaz különböző külső gyorsítóegységekhez való csatlakozásra (hipotetikusan például GPU-khoz és FPGA-khoz). A processzor egy Tofu-D összeköttetés-hálózat vezérlőt is integrál 10 porttal, amely 20 sávon nagy sebességű átvitelt biztosít a csomópontokhoz való csatlakozásra egy klaszterben. A processzor bejelentett tranzisztorszáma közel .
Minden A64FX processzor négy NUMA csomóponttal rendelkezik, és minden egyes NUMA csomópont 12 számító magot tartalmaz, így a processzorok összesen 48 magot tartalmaznak. Mindegyik NUMA csomópontnak saját második szintű gyorsítótára van, emellett HBM2 memóriával és segédmagokkal van ellátva a nem számítási feladatokhoz. A segédprocesszorok egyik feladata a nagy sebességű kommunikáció biztosítása a háttérben.
A Fujitsu folyamatosan fejleszti a „RAS” (Reliability – megbízhatóság, Availability – rendelkezésre állás, Serviceability – használhatóság) képességeket eszközeiben. A hibatűrés érdekében az A64FX processzorban közel hibaellenőrzési pontot valósítottak meg. A cég a szuperszámítógépes piacon kívüli területeken is tervezi a processzor alkalmazását, alacsonyabb specifikációjú gépekben.
2020 júniusában az A64FX processzorokkal épült Fugaku szuperszámítógép elérte a -os teljesítményt és ezzel megszerezte a világ leggyorsabb szuperszámítógépe címet, amit 2022 közepéig tartott.
Alkalmazása A Fujitsu az A64FX processzort kifejezetten a Fugaku szuperszámítógép számára tervezte. 2020 júniusában és novemberében a Fugaku volt a leggyorsabb szuperszámítógép a TOP500 rangsor szerint. A Fujitsu kisebb A64FX processzoros gépeket is próbált értékesíteni. Az AnandTech portál 2020 júniusában arról számolt be, hogy a két A64FX csomópontot tartalmazó PRIMEHPC FX700 szerver ára (kb. ) volt.
A Cray szuperszámítógépeket fejleszt az A64FX felhasználásával. A szuperszámítógépet Fujitsu processzorok felhasználásával építi egy konzorcium az Egyesült Királyságban, a Bristoli Egyetem vezetésével, amelyben a „Met Office”, a brit Meteorológiai Hivatal is részt vesz. Ez az első Isambard szuperszámítógép továbbfejlesztése, amely szintén ARM architektúrájú Marvell ThunderX2 mikroprocesszorral készült.
Az Ookami egy nyílt tesztrendszer, amelyet az NSF támogat, a Stony Brook Egyetem és a Buffalói Egyetem tartja üzemben, hozzáférést biztosítva a kutatóknak az A64FX processzorokhoz. A rendszer 176 A64FX számítási- és 2 dedikált hibakereső csomópontot tartalmaz, egyenként nagy sávszélességű memóriával és -os SSD-vel.
Jegyzetek
Fordítás
Források További információk ThunderX2 – egy másik ARM architektúrájú, nagy teljesítményű számítástechnikát (HPC) célzó mikroprocesszor Huawei Kunpeng 920 – szintén ARM alapú HPC mikroprocesszor (Kunpeng 920-6426 - HiSilicon , WikiChip, 2020-02-15), melyet a Huawei tulajdonában lévő HiSilicon fejlesztett ki. Csak Kínában érhető el.
Kapcsolódó szócikkek Az ARMv8-A magok összehasonlítása SPARC64 V
Kategória:ARM architektúra Kategória:Fujitsu mikroprocesszorok Kategória:64 bites mikroprocesszorok Kategória:Mikroprocesszorok