ARM rukt op in supercomputerland

De nieuwste editie van de wereldwijde ranglijst voor supercomputers is nu net weer bijgewerkt. In de novemberlijst van top500.org komen vooralsnog geen systemen puur met ARM-processors voor, maar diverse partijen werken hier wel aan. Niet alleen Los Alamos National Laboratory dat een supercomputer van 750 Raspberry Pi’s maakt, met uitbreidingsplannen naar 10.000 Pi’s.

Jasper BakkerredacteurMeer van deze auteur

Zo kondigt supercomputerfabrikant Cray nu aan dat het blades met ARM-chips opneemt als optie voor zijn XC50-model. Het gaat om serverblades met de tweede generatie van de 64-bit ARM-processor ThunderX2 van chipspecialist Cavium. Deze configuratie-optie valt te combineren met andere blades die dan reguliere Xeon-processors van Intel bevatten, of speciale Xeon Phi-chips, of Tesla GPU’s van Nvidia.

ARM-supers komen online

Cray heeft al enkele jaren een ARM-relatie met chipproducent Cavium, voor de eerste generatie ThunderX. Het gezamenlijke ontwikkelwerk, wat ook geoptimaliseerde software-compilers omvat, heeft eerder nog geen supercomputerinstallaties opgeleverd. Begin deze maand heeft de universiteit van Michigan echter voor een cluster met ThunderX ARM-processors gekozen. Dit nog te bouwen systeem zal dienst doen voor data analytics met de open source Hadoop-software.

Verder wordt er eind dit jaar een grote ARM-super in gebruik genomen. Een onderzoeksconsortium van vier Britse universiteiten heeft Cray aangehaald om een ARM-supercomputer met wel 10.000 processorcores te bouwen. Deze deal is begin dit jaar al onthuld en het systeem moet over enkele maanden gereed zijn. Deze supercomputer (Isambard genaamd) moet niet alleen HPC-taken (high performance computing) vervullen, maar dient ook als testbed om ARM-gebruik voor HPC te evalueren en verfijnen.

Chipdiversiteit

Het totale systeem bevat ook Xeon-processors, speciale Xeon Phi-chips en Nvidia P100-GPU’s. De architectuur is bewust divers opgezet, zodat het prestatieniveau van verschillende soorten applicaties vergeleken kan worden op dezelfde supercomputer. Een soortgelijk mix doet ook al dienst in de Spaanse supercomputer MareNostrum 4, die in juni operationeel is geworden.

Naast deze diverse vormen van maatwerk komt Cray nu dus met ARM-chips als standaardoptie voor zijn XC50-supercomputer. Dat type bekleedt in een ARM-loze configuratie momenteel de derde positie in de top500. Dit is de Piz Daint supercomputer in Zwitserland, die is ge-upgrade met extra Tesla P100 GPU’s (graphical processing units) van Nvidia en daarmee zijn algehele prestatieniveau ruim heeft verdubbeld.

GPU-vermogen

Grafische processors zetten zeer goede prestaties neer voor zware rekenklussen (high-performance computing). Dit omvat ook het momenteel flink in de belangstelling staande machine learning, deep learning en AI. ARM-processors zullen de rol van GPU’s niet overnemen, maar kunnen wel een energiezuinig alternatief vormen voor centrale processors die rekentaken in grote aantallen uitvoeren en eventueel verdelen over gespecialiseerde chips zoals GPU’s.