Birkaç yıl öncesine kadar belirli işlevler için yardımcı işlemciler olarak kabul edilen RISC-V işlemcileri, tamamen farklı bir rol türü olan yüksek performanslı bilgi işlem için destek topluyor gibi görünüyor.

Bu henüz tartışma aşamasında. Yazılım ekosistemi veya yongaların, kartların ve sistemlerin yeterince güvenilir olup olmadığıyla ilgili sorular devam ediyor. Hem işle ilgili hem de teknik sorunlar var, en zoru işle ilgili sorunlar. Ama momentumdan bahsediyor RISC V açık ISA sayesinde benimseme ve deneylerde büyük bir artış gören mimari. Bu da sektöre onunla yenilik yapma özgürlüğü verir.

Pazarlama Direktörü Rupert Baines, "Bu kadar çekici olan, ISA'nın (komut seti mimarisi) kendisi değil," dedi. kodasip. “Etrafına inşa ettiğin şey bu. Bu nedenle, güvenlik ve en iyi yayıncılık uygulamaları, yönergeler ve referans mimarileri etrafındaki çalışma grupları önemlidir. Güvenin açık kaynak kökü olan Open Titan, iyi yapılmış bir referans mimarisi olduğu için önemlidir. İnsanlar ona bakıp tekerleği yeniden icat edemez ve belki bir hata yapabilir.”

Şimdi asıl soru, bu mimarinin yeni yönlere ne kadar itilebileceğidir. Çip endüstrisi, işlemcilerin belirli görevlere göre yüksek oranda uyarlanabildiği ve daha sonra bu görevler için diğer sabit mimarilerden daha iyi performans gösterebildiği, alana özgü bilgi işlem çağına kesin olarak girmiştir. Ancak bu, yazılımın bu özel çekirdekler için optimize edilmesi gerekiyorsa, yazılımın taşınmasını daha sorunlu hale getirebilir.

RISC-V için, yüksek performanslı bilgi işlem ve süper bilgi işlem, ileriye doğru dev bir sıçramayı temsil edebilir. Süper bilgisayar, genel amaçlı bir bilgisayara kıyasla yüksek düzeyde performansa sahip bir bilgisayar olarak tanımlanır. Bunlar tipik olarak vektör uzantılarına sahip kayan noktalı makinelerdir ve mevcut lider Frontier, LINPACK kıyaslamasında yaklaşık 1.1 exaFLOP'ta çalışabilir. x8,730,112 ISA tabanlı 86 işlem çekirdeğine sahiptir.

Yine de, diğer alternatifler yaygın olarak kullanılabilir hale geldikçe, bu tür devlere olan ihtiyaç da gelişmektedir. Bir HPC, özel olarak tasarlanmış, çok amaçlı bir bilgisayardı. Bugün, şirket içinde veya bulutta barındırılan yüksek hızlı sunucu kümelerini dağıtan herkes için çok benzer bir yetenek mevcuttur.

RISC-V'nin burada olası bir oyunu olup olmadığı, birkaç farklı açıdan incelenmelidir. RISC-V mimarisine dayalı bir süper bilgisayara kimin ihtiyacı olabilir ve bunun için kim ödemeye hazır? RISC-V ISA ve uzantıları, bir süper bilgisayarın oluşturulması için gereken tüm yeteneklere sahip mi? Uygun performansa sahip bir çekirdek oluşturan var mı? Gerekli tüm yazılımlar yerinde mi?

Arm'ın izinden gidiyor
Yakın zamana kadar, çoğu süper bilgisayar Intel'in x86 mimarisine dayanıyordu. Arm, yüksek performanslı bilgi işleme girişini geliştirmek istedi ve temel donanım desteğini 2016 civarında hazır hale getirdi.

Rob Aitken, "İlk Arm süper bilgisayar programları başlatıldığında, tüm ekosistemin orada olduğu veya tüm sorunların çözüldüğü anlamında Arm hazır değildi" diyor. Synopsus aynı tür. "Daha çok birisi, bir yerlerde risk almaya istekli olmamı gerektirecek kadar yakın olduğunu söylüyordu. denemeye hazırım RISC-V'nin birilerinin üzerinde bir kumar oynamaya ve bir süper bilgisayar için bir şeyler yapmaya istekli olacağı noktada ya da çok yakın olduğunu söyleyebilirim."

22 Haziran 2020'de, Fujitsu'nun 48 çekirdekli A64FX SoC'si tarafından desteklenen Japonya'nın Fugaku süper bilgisayarı, dünyanın en hızlı bilgisayarı olarak en azından bir an için en üst sırayı alan ilk Arm destekli süper bilgisayar oldu. En güçlü yüksek performanslı bilgisayarların bir listesi şu adreste bulunabilir: TOP500 liste.

Performans, dikkate alınan tek şey değildir. HPC ve araçlardan sorumlu kıdemli direktör David Lecomber, "Başarılı bir HPC'ye hazır işlemci olmak, bir uygulama ekosisteminin ve önemli öncü sunucu standartlarının desteğiyle aynı zamanda performans, verimlilik ve güvenlik sunulmasını gerektirir" diyor. için Silâh Altyapı İş Kolu. "Bunu yaratmak için tasarım esnekliği söz konusu olduğunda, bu esnekliği geliştiriciye en iyi şekilde hizmet ettiği yerde sunmak önemlidir. Örneğin, istikrarlı ve tutarlı bir ISA, ticari HPC geliştiricileri için çok önemlidir, ancak kendi seçtiğiniz bellek alt sistemi (DDR5, HBM, CXL-bağlı) veya hızlandırıcılar (kalıp üzerinde veya PCIe/CXL-bağlı) ile tasarlama esnekliği güçlüdür ”

en hızlı ne demek?
Son birkaç yılda endüstri için performans ölçütleri değişiyor. Mutlak performans hâlâ üstün olsa da, sistemler genellikle güç tarafından kısıtlanır ve bu, belirli görevler için optimize edilmiş mimarilerle sonuçlanır. Ancak aynı zamanda performansın nasıl ölçüleceğine dair soruları da gündeme getiriyor çünkü hiçbir makine her görevde en hızlı olmayabilir.

Endüstri yıllardır LINPACK karşılaştırmalı değerlendirmesini kullandı, ancak bu, basit bir cevap vermeden giderek daha tartışmalı hale geliyor. Yaklaşımlardan biri karşılaştırmalı değerlendirmeyi genişletmektir ve buna HPC Mücadelesi karşılaştırmalı değerlendirme paketi adı verilmektedir. Yaratıcılardan biri, Tennessee Üniversitesi'nde bilgisayar bilimi profesörü olan Jack Dongarra (kapsamlı biyografi okuyun), ABD Hükümeti tarafından bu konuda çalışmak üzere görevlendirilmiştir. Ancak bir sorunu çözmek başka bir sorunu yaratır. Kıyaslama artık tek bir sayı üretmiyor, bu da karşılaştırmaları zorlaştırıyor.

Başka nedenlerle performansı ölçmek zordur. Verim ve gecikme genellikle birbirine zıttır ve bu sadece süper bilgisayarlarla sınırlı değildir. Bu nedenle, bir sistem bir yanıtı daha hızlı üretebilir, ancak diğeri, ilk yanıt için biraz daha beklemeniz gerekse bile, bir dizi yanıtı daha kısa sürede üretebilir.

Artık ticari bulutta 1 milyondan fazla çekirdeğe ölçeklenebilen uygulamalarla, boyut için bir HPC oluşturmak artık sorun değil. Sonuç alma zamanıdır ve bu, özellikle gerçek zamanlıya mümkün olduğunca yakın sonuçlar gerektiren görevler için geçerlidir. Bu, HPC'nin muhtemelen finansal ticaret gibi görevler için kullanılmaya devam edeceği anlamına gelir; burada rakibinizi en ufak bir farkla bile yenmek sizin kazanmanız ve onun kaybetmesi anlamına gelir - bazen çok büyük meblağlar içerir.

Sistemi dengelemek
Herhangi bir bilgisayar oluşturmak, birçok faktörün uygun şekilde dengelenmesini gerektirir. HPC'ye baktığınızda, genellikle saat hızları, çekirdek sayısı, çekirdeklerin ölçeklenebilirliği ve ilişkili ara bağlantı gibi şeylere odaklanır" diyor. arter IP'si. "Ancak bellek bant genişliği, güç verimliliği, kendi vektör komutlarınızı ekleyebilme yeteneği de aynı derecede önemlidir."

Bir veri akışı sorunu olarak bakılmalıdır. Synopsys'den Aitken, "Veriler bir yerde başlar, bellekten bir işlemciye yüklenmesi, bir işlemci veya hızlandırıcı tarafından üzerinde çalışılması ve ardından yeniden belleğe konması gerekir" diyor. “Darboğazların var olduğu tüm yol budur. 'Uncore' bunun önemli bir parçasıdır, hafıza sistemi bunun önemli bir parçasıdır. Belirli bir görevi çözerken sistem mimarisinde darboğazların nerede olduğunu belirlemeniz gerekir. Bu, CPU'dan bağımsızdır. Kurumsal alanda, dünya bunu RISC-V için araştırıyor ve üzerinde çalışıyor, ancak henüz tam olarak orada değil.”

Çoğu durumda, gerçek yenilik çekirdekte gerçekleşir. Arteris'ten Schirrmeister, "Bir kümeye baktığınızda, birbirine bağlı birçok işlemciniz var" diyor. "Çekirdeklerin ölçeklenebilirliğini göz önünde bulundurmanız gereken yer burasıdır ve bu, çekirdekleri ve ara bağlantıyı birlikte optimize etmek anlamına gelir. RISC-V, muhtemelen bazı standart lisanslardan biraz daha iyi, size bu seviyede yenilik yapma özgürlüğü verir. Ama bu çok iş ve kesinlikle önemsiz değil. Ve bu kümenin entegre edildiğinde nasıl çalışacağına dair gizli sosun bir parçası.”

Bugünlerde AI/ML gibi birçok görev, özel hızlandırıcılar tarafından destekleniyor ve genel amaçlı çekirdekler, zamanlama ve koordinasyon görevlerinden biraz fazlasını yapıyor olabilir. Ventana'nın başkan yardımcısı Travis Lanier, "Bu veri merkezlerinde ihtiyaç duyulan artan hesaplamanın üstesinden gelmek için etki alanına özgü hızlandırma yapmanız veya çeşitli hızlandırıcılar kullanmanız gerekecek" diyor. "Bunu jenerik CPU'larla yapamazsınız."

Diğerleri aynı fikirde. Arm's Lecomber, "Temel performans, masa bahisleridir" diyor. "HPC'ye hazır bir CPU, iyi vektör performansına ve çekirdek başına bellek bant genişliğine ihtiyaç duyar. Son olarak, ancak eşit derecede kritik olan, HPC'ye hazır CPU'ların verimlilik sağlaması gerekir. Geliştiriciler, mevcut çekirdeklerden ve hızlandırıcılardan en yüksek performansı elde etmek için programlama verimliliğine ihtiyaç duyar. Raf düzeyinde ve veri merkezi güç verimliliği, sınırlayıcı bir tasarım ve işletim faktörü haline geliyor.”

Silikonun nasıl performans gösterdiği sadece ISA ve hatta RTL ile ilgili değildir. Schirrmeister, "Herhangi bir IP'ye bakarsanız, başarıları genellikle fiziksel araçlarla olan bağlantılarla, nesnelerin fiziksel farkındalığıyla ilgilidir" diyor. "Bizim açımızdan bile, sistemin bir parçası olan ara bağlantı, doğru performans ve gücü elde etmek için IP'nin uygulama akışıyla birlikte optimize edilmesini gerektiriyor. Aynı şey, RISC-V'yi HPC'ye hazır hale getirmek için de geçerlidir. Bu o kadar kolay değil, ancak veri merkezindeki diğer bazı çekirdeklere doğrudan karşı geliyor gibi görünen işlemciler için duyurular yapıldı.”

Performans sadece donanıma bağlı değildir. Belirli bir donanım parçası için yazılımı taşımak ve optimize etmek uzun zaman alabilir ve bu da doğru ekosistemi gerektirir. Schirrmeister, "Arm, ekosistemi nasıl hazırladıkları konusunda çok akıllıydı" diye ekliyor. "Ekosistemler, x86, ArmV9 ve şimdi de RISC-V gibi farklı mimari etrafında toplanmıştır. Bu ekosistemlerin hazır olması ve her şeyin desteklenmesi her zaman biraz zaman almıştır. Bunu geliştirmek ve istikrara kavuşturmak zaman alır. RISC-V için muhtemelen erken günler diyebilirim. Evet, ivme büyük ve oraya potansiyel olarak geçmişe göre çok daha hızlı ulaşıyoruz. RISC-V, Arm'ın başına gelenlerden yararlanıyor çünkü kapıda tutunabilmeleri için neler gerektiğini buradan öğrenebilirsiniz."

Endüstri desteği
RISC-V'yi HPC'ye hazırlamak için yapılması gereken çok iş var. Tartışmayı ve gerekli çalışmayı kolaylaştırmaya yardımcı olmak için RISC-V konsorsiyumu, Yüksek Performanslı Bilgi İşlem üzerine bir Özel İlgi Grubu oluşturmuştur (SIG-HPC). Bu grubun hedefleri, HPC topluluğunun gereksinimlerini karşılamak ve RISC-V ISA'yı uyumlu hale getirmektir. Web sitelerine göre, bir kapsam tanımıyla başladılar ve SIG-HPC'nin çıkarları, keşif ve boşluk analizinden uygulamaya kadar yüksek etkili sonuçlar sağlayacak şekilde sıralandı. Bunu başarmak için iki şeye ihtiyaç vardı - rekabetçi olmaya giden bir yol çizmek ve bu yolu yeni özellikler ve yeteneklerle topluluğa liderlik edecek şekilde genişletmek.

Sektörde birçok şirketin nereye gittiğini gösteren birçok şey de oluyor. Intel, Barselona Süper Bilgi İşlem Merkezi'ne büyük yatırım yaptı. RISC-V işlemcileri ve süper bilgi işlem geliştirmeye adanmış yeni bir laboratuvara 400 milyon Euro'luk bir yatırım yaptığını duyurdu. Ancak, Intel'in Süper Bilgi İşlem Grubunun başkan yardımcısı ve genel müdürü Jeff McVeigh, ilgili bir basın açıklamasında "HPC için RISC-V'ye daha uzun yıllar var" dedi.

Amaçları, günümüzün süper bilgisayarlarından çok daha hızlı olan zetta ölçekli sınıf sistemler oluşturmak ve bunu beş yıl içinde yapmaktır.

Bir başka yüksek performanslı işlemci geliştiricisi olan MIPS, geçen yıl RISC-V kullanarak işlemci geliştirmeye geçtiğini duyurdu. MIPS, şu anda otomotiv sürücü destek sistemleri ve otonom sürüş gibi uygulamalar için lisanslanmakta olan RISC-V ISA tabanlı ilk çekirdeğinin kullanıma sunulduğunu duyurdu. Ancak MIPS, işlemci çekirdeğinin veri merkezleri, depolama ve yüksek performanslı bilgi işlem için de kullanılabileceğini söylüyor.

Yazılım geliştirmede olduğu gibi, %90 olduğu için yolun yarısı tamamlandı. Bell Labs'tan Tom Cargill'in bir zamanlar ünlü bir şekilde söylediği gibi, “Kodun ilk %90'ı, geliştirme süresinin ilk %90'ını oluşturur. Kodun kalan %10'luk kısmı, geliştirme süresinin diğer %90'ını oluşturuyor.”

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://semiengineering.com/is-risc-v-ready-for-supercomputing/