ISC 2018: Fujitsu macht auf Exascale

Ein ARM-Prozessor aus dem Hause Fujitsu

| Autor: Ulrike Ostler

Fujitsu hat mit den funktionalen Feldversuchen für den ARM-Prozessor begonnen, der spätestens 2021den neuen Supercomputer des Riken Center for Computational Science „Post-K“ antreiben soll.
Fujitsu hat mit den funktionalen Feldversuchen für den ARM-Prozessor begonnen, der spätestens 2021den neuen Supercomputer des Riken Center for Computational Science „Post-K“ antreiben soll. (Bild: gemeinfrei - geralt/Pixabay / CC0)

Fujitsu hat eine erste Version des ARM-Prozessors produziert, der in „Post-K“, Japans erstem Exascale-Supercomputer, eingesetzt werden soll. Heimat des geplanten Superrechners ist die Forschungseinrichtung Riken Center for Computational Science (R-CCS).

Noch ist das Rennen um den ersten Exascale-Computer nicht entschieden. Doch Satoshi Matsuoka, Direktor des R-CCS, erwartet, dass der zur Internationalen Supercomputing Conference (ISC), die derzeit in Frankfurt am Main stattfindet, vorgestellte Prozessor „für viele Supercomputeranwendungen eine Leistung liefert, die weit über der von bestehenden universellen Server-Prozessoren liegt“.

Satoshi Matsuoka, Leiter des Field Theory Research Teams beim Riken Center for Computational Science.
Satoshi Matsuoka, Leiter des Field Theory Research Teams beim Riken Center for Computational Science. (Bild: RIKEN)

Nach einer gemeinsamen Ankündigung von Fujitsu und Riken wird der Prototyp des Chips für den Start von „funtionalen Feldversuchen“ verwendet. Die Produktionsversion des Prozessors muss rechtzeitig für den Bau und die Inbetriebnahme des Post-K-Systems, die für 2021 erwartet wird, fertiggestellt sein. „Nachdem wir nun den Betrieb der Prototyp-CPU wie geplant verifiziert haben, haben wir einen wichtigen Schritt auf dem Weg zum vollständigen Betrieb von Post-K um 2021 sowie zu weiteren Entwicklungen gemacht, so Matsuoka.

Der zu entwickelnde ARM-Prozessor ist die erste Instanz der Architektur „ARMv8-A Scalable Vector Extension“ (SVE), die die Verarbeitungsfähigkeit von Vektorrechnungen auf der ARM-Plattform erheblich erweitert. Die SVE-Fähigkeit wird genutzt, um konventionelle Hochleistungsrechner-Codes zu beschleunigen, insbesondere wissenschaftliche und technische Simulationen, die eine doppelte Genauigkeit der Arithmetik erfordern. Nach Angaben der Partner kann der Chip aber auch Halbpräzisionsmathematik unterstützen, was insbesondere für Deep-Learning-Anwendungen hilfreich sein dürfte.

Überhaupt wurde der Prozessor so konzipiert, dass er Software in einer Vielzahl von Anwendungskategorien unterstützt, darunter HPC, künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen, Sicherheits- und Blockchain-Technologie, große Datenmengen und IoT. Der ARM-Prozessor ist mit 48 Kernen plus zwei oder vier Assistenzkernen ausgestattet, um bei I/O, OS-Jitter-Reduzierung und asynchronem MPI zu unterstützen. Die Vektor-Hardware ist mit 512 Bit implementiert und vervierfacht damit die im „SPARC64 VIIIfx“-Prozessor des K-Computers verwendete 128 Bit-Vektoreinheit.

Yoshio Yoshida von Fujitsu wird den Processor auf der 30. IEEE-veranstaltung "Hot Chips" am19 bis 21. August 2018 in Cupertino weiter vorstellen.
Yoshio Yoshida von Fujitsu wird den Processor auf der 30. IEEE-veranstaltung "Hot Chips" am19 bis 21. August 2018 in Cupertino weiter vorstellen. (Bild: Fujitsu)

Jeder Knoten des Post-K-Systems wird mit einem einzigen ARM-Prozessor ausgestattet, der aus 384 Knoten besteht. Da jedoch die Knotenanzahl des gesamten Systems nicht bekannt ist, ist es unmöglich zu sagen, wie viele Prozessoren für die endgültige Maschine benötigt werden. Auch die Spitzenleistung und Leistungsaufnahme des Chips wurden nicht spezifiziert. Fujitsu plant, im Laufe des Jahres weitere technische Details bekannt zu geben.

Große Pläne

Offenbar aber reichen die Pläne viel weiter als zu einer Sonderfertigung für Riken: Matsuoka sagt: „Ich bin sicher, dass Post-K nicht nur zu einer weltweit führenden Leistung beitragen wird, […], sondern auch ein Zeichen für die Wiederbelebung der japanischen Halbleitertechnologie sein wird.“

Wer neugierig auf den ARM-Prototypen von Fujitsu ist, kann den Chip auf der ISC High Performance 2018 Konferenz, die noch bis zum bis 28. Juni in Frankfurt am Main stattfindet, sehen.

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