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[仿真讨论] 富士通首次公开下一代超极计算机主板,单位尺寸处理能力高达“京”的22倍

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发表于 2014-5-24 11:13 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 stupid 于 2014-5-24 11:16 编辑
; q, P' z$ B: U1 O# v' g9 D2 N. g
8 S' d& n" H2 b! ~4 E/ b富士通在东京举办的“富士通论坛2014”(5月15~16日)上公开了正在开发的下一代超级计算机主板,以及收纳该主板的2U(约9cm)高度机箱。这个高约9cm的机箱所容纳的处理能力为12TFLOPS左右,与两代前的超级计算机“京”的一台机柜(高约2m)相同。单位高度的处理能力约为“京”的22倍。% I* I2 y! n/ i% N  x6 m5 R
: q7 x0 a0 y7 j! m7 R4 e( E: P
       “京”的MPU为“SPARC64 VIIIfx”,运算能力为128GFLOPS。富士通2011年发布的新一代超级计算机“PRIMEHPC FX10”配备的是新一代MPU“SPARC64 IXfx”。该MPU的运算能力为236.5GFLOPS。目前正在开发的超级计算机的MPU为SPARC64 IXfx的新一代芯片。尽管名称尚未确定,但运算能力可达到约1TFLOPS。* E0 t& e, {" X$ M# R

. B( v3 K* b+ \7 N- M左为机箱,右为主板。
8 o# B& c% Z1 C! C5 p
2 b) y( E/ P# ^! K1 a & M5 L% |6 L) O# u% ~4 X9 z; q7 r
与“京”的比较 富士通的介绍展板。, L; m) P. ]; L7 j# `( ?" S0 J

( _% `% Y+ }7 n+ g8 h- r) _' ~       在“京”上用于连接各处理器的“TOFU”互联芯片被内置在该MPU里。正在开发的下一代超级计算机主板上装有3个这种MPU。每个主板的运算能力约为3TFLOPS,一个2U机箱装有4块主板,其运算能力约为12TFLOPS。
  I. a4 F$ J9 r) o; K2 c% ]  X  d/ H5 b$ t1 y+ x
       据富士通介绍,主板上每个MPU都配备8个DRAM模块。DRAM模块为美国美光科技(Micron Technology)公司的“Hybrid Memory Cube(HMC)”。HMC为纵向堆叠多个DRAM裸片、使用TSV(硅通孔)来连接的三维封装DRAM。截止目前,HMC的容量以及堆叠的DRAM裸片个数均未确定。通过将互联芯片内置于MPU以及使用HMC等措施,使主板布局变得十分简洁,水冷管的设置也较现行超级计算机有了大幅改善。, n2 |  }8 B. w& @/ C

6 l" W5 @- N9 M6 d: P+ b9 e2 ?. g8 y
% v& r+ o. I8 s# Z. i$ v主板的概要 富士通的幻灯片。       
! S8 g7 ~1 L0 ]$ }1 B! L: a% A; j: s3 p) |. E% {( p

, d) J, U: }6 c3 q7 k+ \" w9 @机箱等的概要 富士通的幻灯片。: ~' Y; i# I# v  x
       除了三维封装DRAM之外,富士通还在超级计算机上首次采用了光纤连接技术。各个机箱之间采用光纤连接。但主板上的部件与主板之间仍与原来一样为电信号连接。) y9 l6 a5 X6 r4 w! O5 o3 b

$ x6 f  j7 J& w% ~       富士通目前已经接到了此次公开的下一代计算机订单。订购方为日本独立行政法人宇宙航空研究开发机构(JAXA)。从JAXA获得订单的超级计算机的系统总体理论峰值性能将达到3.4PFLOPS。据富士通介绍,该系统将分阶段导入JAXA,计划2014年10月启动部分系统,2016年4月开始全面运行。
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 楼主| 发表于 2014-6-30 16:21 | 只看该作者
本帖最后由 stupid 于 2014-6-30 16:33 编辑
) |, ?( h: ?2 I7 [) Q
' Q& F% s0 j1 I5 B( X富士通2014年6月23日在于德国举行的超级计算机国际会议“ISC'14”上,公布了现有超级计算机“PRIMEHPC FX10”的后续机型“Post-FX10(暂称)”的详情(照片1、2)。新机型目前正在通过实机测评其性能,预定2015年开始供货。
3 l7 @5 ?/ r# H- I5 |7 g0 r. ]4 s
) S! l7 m3 r' {8 I# h5 O
2 @; E# u, }' o( o2 @2 A6 x照片1:Post-FX10的概要 8 G$ I5 ]/ e/ n  y0 O5 z# u
$ n+ ]6 L$ n3 W, I3 R2 B  Z3 N& }
4 G8 ~' A5 q  c; m+ \( e
照片2:富士通公开的产品发展蓝图以及针对EXAFLOPS级超级计算机的研究开发
% T# s  w: c$ J       Post-FX10配备的新处理器“SPARC64 XIfx”有34个SPARC内核,其中32个用于计算,2个用来辅助OS和MPI等(照片3、4)。通过将SIMD运算电路的bit长度扩展至原来2倍的256bit,提高了单线程性能。每个处理器的运算性能约为1TFLOPS,相当于“京”的处理器的约8倍、现行机型的约4倍。/ S% V4 P) U+ Q# E

3 n$ h/ ^& z$ l' |, v3 G. _' d$ {
' d) @2 `: N% U照片3:此次公开的“SPARC64 XIfx”的晶圆
# Y1 w) R  K) h' v$ h1 @9 y( m, j  B- M/ B

3 }! S5 u* r/ g) V, a照片4:配备34个SPARC内核,32个用于计算,2个用于辅助
, g8 i6 v% U) T: e$ k9 i0 r7 l       每个处理器配备8个美光科技的大带宽HMC(Hybrid Memory Cube,照片5)。从这一点来看,可以说,与存储容量相比,Post-FX10更重视存储带宽。富士通没有公布存储容量和存储带宽的详情,但透露说“计划使B/F值(存储带宽与运算性能的比例)达到与京相同的水平”。# U; O) i. ]6 |, K- N9 q! N4 h- U

% J- D, i1 w6 K1 c& P5 `& @1 g $ q0 r0 @! s. f# T; u& M% J3 P+ H
照片5:“SPARC64 XIfx”的主板。每个板卡上配备3个处理器。每个处理器配备8个美光的HMC。
9 K0 u3 P$ Z% K8 P       连接各处理器的“Tofu Interconnect 2”整合到了处理器中。每条链路的带宽为12.5GB/秒×2(双向),提高到了5GB/秒的京的2倍以上。
, t2 o8 f/ i  Z+ L0 K' P- h7 @$ B& j
       Post-FX10的水冷机箱能在2U尺寸内配备12个节点(1个节点=1个处理器,照片6)。一台2U机箱的运算性能几乎等于京的一台机柜。机箱之间采用光纤连接。: k% t7 K/ W5 o! f% H

- a+ T0 c+ f' V: _2 d' S4 `, ~ : c3 d1 J7 n% ^+ d; N4 R% S
照片6:Post-FX10的水冷机箱。Post-FX10每台机柜可配备200多个节点
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