Dell arbeider med ARM-superdatorprototyper

Ikke fazed av et overtakelsestreng som truer på sidelinjen, medlemmer av Dells forskningsavdeling setter sammen brikkene for prototype ARM-superdatamaskiner som kunne distribueres i fremtiden.

Dell har en god ide om hvordan en ARM-supercomputer ville se ut, og prototypedesigner og andre "deler" blir eksperimentert med i Dells laboratorier, sier Tim Carroll, direktør i Dells forskningsberegningsgruppe.

"Det er en løsning som nå leter etter en problem, sier Carroll. "ARM kommer til å ha et sted. Markedet skal fortelle oss hva det er."

ARM-prosessorer går inn i de fleste smarttelefoner og tabletter og tiltrekker seg interesse for bruk på servere. De kraftige CPUene kan bidra til å kutte energi som forbrukes av servere i datasentre, samtidig som det får nok prosessorkraft til å håndtere rasktflytte websøk eller sosialnettverksforespørsler. Dell tilbyr allerede små og mellomstore prototype ARM-servere for kundene å leke med.

Avhengig av arbeidsbelastninger, kunne ARM-prosessorer finne begrenset bruk i superdatamaskiner, sier Carroll. ARM-prosessorer vil levere dollarbesparelser per FLOP (flytepunktsoperasjoner per sekund) per rack, og noen institusjoner vil ta et skudd av tro og bruke ARM-prosessorer i en supercomputer, sier Carroll.

Finne et hjem for ARM

IntelIntel prosessor

Noen av verdens raskeste superdatamaskiner bruker x86-prosessorer fra Intel eller Advanced Micro Devices, Power prosessorer fra IBM eller Sparc-prosessorer fra Oracle. ARM-prosessorer er for tiden ikke ansett som kraftige nok til superdatamaskiner, som hovedsakelig brukes av forskningsorganisasjoner som kjører komplekse beregninger.

Manglende evne til å passere en bestemt bearbeidingskapasitetstreshold er et handikap for ARM i supercomputing, men Carroll bemerket at markedet kan forandre seg raskt, som bevist av grafikkprosessorer, som nå er en viktig samprosessor ved siden av CPUer i superdatamaskiner.

"Forutsi ikke at du forstår alle de forskjellige brukssaker som er der ute," sa Carroll. for ARM prosessorer har ennå ikke bestemt seg, men nysgjerrige forskere vil finne svar, sa Carroll. I den forbindelse vil de være foran kommersielle sektorer, som har distribusjonssykluser og tidsfrister å huske på, sier Carroll.

Superdatamarkedet endrer også med skyenes fremkomst, noe som kan påvirke måten systemene bygges på, Sa Carroll. Komplekse beregninger kan gjøres på eksterne servere, med skyen som mekanisme for forespørsel og levering av informasjon.

"Vi skal komme dit. Cloud som transportmekanisme for å knytte sammen alle disse store infrastrukturimplementasjonene skal må det skje, sier Carroll.

ARM-prosessorer er også billige, spesielt i forhold til FPGA-er (feltprogrammerbare gatearrayer), sa Carroll. FPGAer er omprogrammerbare kretser som brukes i mange superdatamaskiner.

Komme bedre og bedre

Barcelona Supercomputing Center har vært i forkant med å eksperimentere med ARM-superdatamaskiner. I fjor sa BSC at den skulle lage en prototype-supercomputer med Samsungs Exynos 5-kjerneprosessor, og i løpet av 2011 annonserte den en supercomputer basert på Nvidia's Tegra 3-prosessorer.

Chips for ARM-servere tilbys av Calxeda, Marvell og Texas Instruments. ARM prosessorer akkurat nå er bare 32 og 40-bit. Men ARM har allerede annonsert sin første 64-biters ARMv8-arkitektur og tilhørende Cortex-A57- og Cortex-A53-prosessormodeller basert på arkitekturen. Advanced Micro Devices, AppliedMicro og andre forventes å tilby integrerte ARM-chips for servere.

Men det kan ta litt tid før ARM blir akseptert av forskningsmiljøet, sa Carroll. Programvare skrevet i dag er fortsatt ikke rettet mot ARM-servere, og forskere har en tendens til å holde fast i gammel kode, sa Carroll. ARM, x86 og Power prosessorer kjører på forskjellige instruksjonssett og støtter forskjellige kodebaser.

Dell bygger i dag servere med x86-prosessorer. En supercomputer basert på Dells bladdesign ble distribuert i fjor på Texas Advanced Supercomputing Center, som er basert på University of Texas, Austin. Kalt Stampede og vurdert verdens syvende raskeste supercomputer, gir maskinen en topp ytelse på 10 petaflops. Verdens raskeste supercomputer ved US Department of Energy, Oak Ridge National Laboratory, Titan, leverer topp ytelse på 20 petaflops.

Supercomputer Stampede har totalt 102 400 prosessorkjerner som inkluderer Intels Xeon E5 CPU, Nvidia grafikkprosessorer og Intels Xeon Phi co-prosessor. 182-rack-superdatamaskinen har 270TB RAM, 14 lagringsplasser, opptar 11.000 kvadratmeter plass, bruker 75 miles nettverkskabler og trekker 3 megawatt strøm.

Dell er ikke primært sett på som en supercomputing-leverandør, men Carroll ønsker å tilfredsstille kundenes behov uansett prosessorarkitektur.

"Vi blir bedre og bedre," sa Carroll.