ARM-Prozessoren für zukünftiges HPC

Gastbeitrag von Prof. Dirk Pleiter, Arbeitsgruppenleiter am Jülich Supercomputing Centre (JSC) und Professor für Theoretische Physik an der Universität Regensburg.

Prof. Dirk Pleiter Bild: FZJ

Für jemand wie mich, der an der Entwicklung von Spezialprozessoren für Anwendungen im High-Performance Computing (HPC) beteiligt war, ist jede neue Architektur von Prozessoren für Supercomputer faszinierend. Stand heute ist der Markt für Server-Prozessoren, die auch für Supercomputer geeignet sind, von einer einzigen Architektur beherrscht, nämlich der x86-Architektur, die primär der Anbieter Intel, aber auch AMD vertreiben. Damit Supercomputer in Zukunft noch leistungsfähiger werden, wäre ein Wettbewerb um bessere Lösungen (und günstigere Preise) förderlich. Tatsächlich ist die Situation dabei sich zu ändern. Der neue Pre-Exascale Rechner Summit, der in den USA installiert wurde und aktuell laut der Top500-Liste als leistungsfähigster Rechner der Welt gilt, setzt auf eine Alternative. Er arbeitet mit Prozessoren basierend auf der POWER-Architektur von IBM. In Europa, wo die Europäische Kommission die Entwicklung eines europäischen Server-Prozessors fördern will, verfolgt man aktuell mit der ARM-Architektur noch einen anderen Ansatz.

Ob neue Architekturen in Zukunft für Rechner der höchsten Leistungsklasse verfügbar werden, hängt nicht nur von der Leistungsfähigkeit der entsprechenden Produkte ab. Sie müssen sich auch auf dem Markt durchsetzen. Nur wenn sich die neuen Prozessoren in hoher Stückzahl verkaufen, kann auch das Geld eingenommen werden, welches für die Entwicklung der nächsten Generation dieses Produkts erforderlich ist.Der HPC-Markt ist sehr schnelllebig. Schon nach wenigen Jahren gilt eine Prozessor-Generation als überholt. Ein Anbieter von Produkten für diesen Markt muss daher innerhalb von wenigen Jahren neue, innovative Produkte anbieten, um eine Architektur dauerhaft zu etablieren.

Als Wissenschaftler habe ich zwar keine Erfahrung mit Geschäftsentwicklung, aber ich kann dabei helfen, verschiedene Firmen dazu zu bringen, bei der Entwicklung eines Markts für ARM-basierte Produkte zusammenzuarbeiten. Das Ergebnis ist die “Open Edge and HPC Initiative”, die heute erstmalig ihre Existenz öffentlich gemacht hat.

Weitere Informationen (in englischer Sprache)

Prof. Dr. Dirk Pleiter is research group leader at the Jülich Supercomputing Centre (JSC) and professor of theoretical physics at the University of Regensburg. At JSC he is leading the work on application oriented technology development. He has played a leading role in several projects for developing massively-parallel special purpose computers, including QPACE.