Tây Ban Nha chế tạo siêu máy tính mới kết hợp 3 cấu trúc x86, ARM, Power

Cuộc chiến giữa các hãng chế tạo bộ vi xử lý sẽ chấm dứt khi siêu máy tính mới với tên  MareNostrum 4 đang được trung tâm siêu điện toán Barcelona (BSC) xây dựng sẽ sử dụng cả 3 cấu trúc chính hiện nay, x86 của Intel, ARM của hãng cùng tên và Power9 của IBM trong từng cluster. 3 cluster của Mare4 sẽ liên kết nhau để siêu máy tính mới có sức mạnh tổng hợp lên đến 13,7 petaflops (khả năng xử lý 13,7 triệu tỷ phép tính dấu chấm động mỗi giây), nhỉnh hơn một chút so với chiếc xếp hạng 6 trong top 10 siêu máy tính mạnh nhất thế giới hiện nay, Oakforest-PACS của Nhật với hiệu năng 13,555 petaflops.

Nhà cung cấp công nghệ chip và máy chủ cho Mare4 chính là Lenovo. Hệ thống mới cũng sẽ ứng dụng các thiết bị lưu trữ và mạng phổ biến. Theo kế hoạch, Mare4 sẽ được chế tạo theo từng giai đoạn để thay thế MareNostrum 3 và có khả năng lưu trữ đến 24 petabytes (1 petabyte = 1 triệu GB).

Công nghệ ARM của Mare4 là chip ARM công suất thấp đang thống trị smartphone nhưng chưa từng được dùng trong các siêu máy. Mare4 cũng sẽ được cài đặt chip hiệu năng cao mới được ARM phát triển cùng Fujitsu, nặng về xử lý vector, sức mạnh chính của các siêu máy tính nhiều thập kỷ qua.

Các thành phần khác của MareNostrum 4 bao gồm cab máy chủ Lenovo dùng chip siêu máy tính  Xeon Phi của Intel (tên mã  Knights Landing) và một loại chip mới có mã Knights Hill. Các kệ nút điện toán của Mare4 sẽ dùng chip Power9 của IBM.

Dù hiệu năng của Mare4 vẫn kém xa Sunway TaihuLight, siêu máy Trung Quốc nhanh nhất thế giới (93 petaflops/giây) nhưng với thiết kế mới và khả năng như trên, BSC cho rằng Mare 4 vẫn đủ mạnh để phục vụ mọi loại tính toán khoa học. Nó sẽ giúp các nhà nghiên cứu thử nghiệm mọi loại công nghệ điện toán thay thế hiện đại nhất.

Sự kiện này đặt ra nhiều câu hỏi về cách kết hợp bên trong bộ xi xử lý mới vì cả 3 cấu trúc này trước nay chỉ được cài đặt riêng rẽ trên máy để bàn hoặc máy chủ. Thông thường, một ứng dụng được viết để tận dụng lợi thế riêng của một cấu trúc nào đó sẽ không làm việc trên các cấu trúc còn lại. Tuy nhiên, ngày nay cấu trúc máy chủ phải thay đổi để các hệ thống khác nhau có thể cùng tồn tại.  Điều may mắn là Linux hỗ trợ cả 3 cấu trúc chip rất khác biệt này, vì vậy việc lập trình các ứng dụng đa cấu trúc vẫn khả thi.

Nếu việc cài đặt máy chủ trên các cấu trúc khác nhau tại 1 trung tâm dữ liệu có thể xảy ra nhờ các chuẩn giao tiếp mới nổi về mạng và hiệu năng xử lý như Gen-Z và OpenCAPI, thế độc quyền của một cấu trúc đơn lẻ sẽ bị phá vỡ và các tiêu chuẩn mới sẽ trở thành bản chỉ dẫn cho thiết kế của siêu máy tính đa cấu trúc mới.

Gen-Z và OpenCAPI là những tiêu chuẩn giao tiếp mới được công bố gần đây, được dự đoán sẽ thay thế chuẩn PCI Express đang phổ biến hiện nay. OpenCAPI đạt tốc độ kết nối ổ cứng, bộ nh ớ RAM, GPU và CPU lên tới 150 GB/giây, gấp 10 lần chuẩn PCIe 3.0 hiện tại (15,7GB/giây). Còn Gen-Z cho phép truy xuất một lượng lớn dữ liệu dễ dàng với chi phí thấp và không bị thắt cổ chai như các hệ thống hiện tại. Tỉ lệ truyền tải dữ liệu giữa các máy chủ của Gen-Z lên đến 112 GT/s (Gigatransfer/giây), gấp 7 lần chuẩn PCIe 4.0 sắp ra mắt (16 GT/giây cho mỗi lane giữa các thành phần nằm trong máy tính). Cả 2 chuẩn này sẽ được ứng dụng trên siêu máy tính và máy chủ trước tiên.

BSC là trung tâm siêu điện toán có thế mạnh về phát triển các siêu máy tính như MareNostrum 4. BSC đã bắt đầu phát triển nhiều chiếc dùng chip smartphone ARM từ năm 2011 và thay đổi tận gốc các máy Mont-Blanc rồi sau đó là Pedraforca với mong muốn các chip smartphone sẽ giúp siêu máy nhanh hơn, hiệu năng cao hơn chip máy chủ truyền thống kiểu Xeon của Intel hay Power của IBM hiện đang chiếm lĩnh thị trường siêu máy tính hiệu năng cao.

 

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

CAPTCHA ImageChange Image