Phytium покажет 64-ядерный процессор ARMv8-A в августе на конференции Hot Chips

Правительство Соединенных Штатов Америки, как известно, наложило эмбарго на поставки ускорителей Xeon Phi многочисленным китайским разработчикам суперкомпьютеров. Конечно, это задерживает работу местных исследователей. Но не исключено, что КНР вскоре не понадобятся процессоры класса HPC (High Performance Computing) со стороны, поскольку китайские компании ведут активные работы по созданию чипов, способных заменить Intel Xeon. Phytium, компания-разработчик из провинции Гуандун (Guangdong), в настоящее время работает над созданием специального 64-ядерного процессора, специально предназначенного для использования в сферах, требующих огромных вычислительных мощностей. Компания собирается презентовать своё детище на конференции Hot Chips, которая пройдёт в августе.
Это означает, что чип либо готов к выпуску, либо его разработка находится на завершающих стадиях. О новом процессоре Phytium пока известно очень мало. Сам разработчик описывает его как «64-ядерный чип с архитектурой ARMv8, предназначенный для HPC». ARMv8, разумеется, автоматически означает поддержку 64-битных вычислений. Но продукт далеко не так прост, и в двух словах описать его нельзя. Судя по всему, это очень сложный чип, содержащий массу самых передовых технологий. Современные ядра ARM позволяют организовывать симметричную многопроцессорность (SMP) для четырёхъядерных кластеров. Число кластеров может достигать 12, они объединяются с помощью технологии CoreLink CCN. Используются также технологии AMBA 5 CHI, AMBA 4 ACE и другие.

В современных процессорах с архитектурой ARMv8-A количество ядер не может превышать 48 в том случае, если разработчик использует готовые наработки ARM. Тем, кто хочет больше ядер, например, Cortex-A57 или A72, приходится разрабатывать свои соединительные решения, к примеру, высокоскоростные кольцевые шины (ring-bus). В итоге разработчик такого чипа может столкнуться с необходимостью переделки SMP-кластеров и использования специальных коммутаторов для каждого кластера или группы ядер. Многоядерные чипы также требуют наличия продвинутого контроллера памяти с высочайшей пропускной способностью.
Точнее, нескольких многоканальных контроллеров сразу, а такие системы крайне сложны в разработке. ARM предлагает довольно эффективные контроллеры DMC-520 с поддержкой ECC, технологий безопасности и прочих востребованных в мире серьёзных вычислений возможностей. К сожалению, текущая реализация DMC-520 поддерживает максимум четыре канала DDR4 с частотой 3200 МГц, что даёт пиковую пропускную способность всей подсистемы в районе 102,4 Гбайт/с, чего 64-ядерному процессору может оказаться недостаточно. Возможна установка более четырёх контроллеров памяти, но это, опять-таки, требует дополнительных работ. Известные разработчики процессоров с архитектурой ARMv8-A, такие как AMD или Cavium, на это пока не идут и используют двух- или четырёхканальные подсистемы памяти для чипов Opteron 1100A «Seattle» и ThunderX, соответственно.

Судя по всему, Phytium удалось разработать продвинутую кольцевую шину, нестандартную подсистему кеша третьего уровня, а также весьма продвинутую подсистему оперативной памяти для своего детища. Как уже было сказано, пока мы не знаем, о ядрах какой архитектуры идёт речь. Возможно, Phytium воспользуется готовыми дизайнами, такими как Cortex-A57, но не исключено, что в её распоряжении имеется собственная реализация архитектуры ARMv8. Если компания хочет состязаться с Xeon Phi или Tesla, речь должна идти о 0,5–1 терафлопсе вычислительной мощности на процессор, причём на вычислениях двойной точности (FP64). Не исключено, что детище Phytium окажется медленнее из-за архитектурных или термоэлектрических ограничений. Компания Phytium — не единственный китайский разработчик, ведущий работы по созданию чипов для суперкомпьютеров, но единственный, кто собирается представить свою разработку на конференции Hot Chips. Поскольку мероприятие посвящено новейшим технологиям, логично предположить, что Phytium собирается показать что-то особенное и весьма продвинутое.