Arm、多様化するデータセンタの中心を目指す

Agam Shah オリジナル記事

Armはここ数十年、モバイル市場では高い評価を得ているが、サーバーでは苦戦を強いられてきた。しかし同社は、先週開催されたArm DevSummitでArmの幹部が発表したいくつかの新しい取り組みによって、この状況を覆したいと考えているようだ。

最も重要な構想は、プログラミングと設計のツールを提供することで、チップ設計が、実行されるハードウェアを気にすることなく、複雑な問題を解決するための最速の答えを提供できるようにすることにある。

Armは、GPUとニューラル・プロセッサを含むアクセラレータがコンピューティングで大きな役割を果たし、Armv9アーキテクチャに基づくCPUがコンピュータ内のワークロードの分散を促進するという長期的な展望を持っている。

ストリーミング配信された基調講演で、Armのセントラルエンジニアリング担当エグゼクティブバイスプレジデント、ゲイリー・キャンベル氏は、「計算要件がますます多様化する現代社会において、特殊処理こそが、より速く、より良く、より安くという汎用計算機の道を超えるための新しい旗手だと考えています」と述べている。

Armは歴史的にCPU技術に注力しており、過去31年間で2300億個のチップがスマートフォンや組み込み機器、そして少ないながらもPCやサーバーに出荷されてきた。しかし、Armは今、主流のエンタープライズコンピューティング環境において突破口を開こうとしている。

開発者は、ワークロードをリダイレクトするチップを明示的に指定しなくても動作するように、アプリケーションコードを書いてコンパイルしたいと望んでいると、オープンソースソフトウェア担当副社長のマーク・ハンブルトン氏は述べている。

Arm DevSummitの基調講演で、ハムブルトン氏は次のように述べている。「サーバーの分野では、標準に忠実であれば、古いものから新しいものまで、どんなサーバーにもオペレーティングシステムが搭載され、毎年、毎年、動作することが確認されています。Armのサーバーは、すでにこの方法で動作しているのです。」

その結果、コストと時間が節約でき、「より速いイノベーション、より良いポータビリティ、そしておそらく最も重要なことは、すべてがただ動くことです」とハンブルトン氏は基調講演で述べている。

多数のチップによる多様なコンピューティング環境のコンセプトは、新しいものではではない。Armのライセンシー、特にNvidiaとIntelは、コンピューティングを関連するチップに自動的に分配する並列プログラミングソフトウェアツールを備えている。

しかし、有名な主要チップメーカーをすべてクライアントとすることで、Armは、独自の特殊なソフトウェアフレームワークをリリースしたり、特定のクライアントに偏った見方をしたりできないため、窮地に立たされることになる。

Linuxと同様、Armのソフトウェアへの取り組みは、Linuxカーネルのコードのアップストリームや、CNCF、Linaro、Linux Foundationといったオープンソースのコンソーシアムとの連携が中心となっている。ハードウェアの顧客は、Armのツールを利用して、自分たちのニーズに合わせて微調整を行うことができる。例えば、Nvidiaは、CPUのロードマップをArmアーキテクチャに正面から取り組み、長期的なArmの計画に合わせてCUDA並列プログラミングフレームワークを修正している。

出典: アーム社(2022年9月)

Armは、Ampere Computing社が提供するArmベースのサーバーチップを中心に、サーバー市場に参入するための10年にわたる苦闘を逆転させているようだ。Oracle、Microsoft、Googleは現在、クラウドネイティブアプリケーション向けに、Armプロセッサ上で動作する仮想マシンインスタンスを提供している。Amazonは、ArmアーキテクチャをベースにGraviton3チップを構築している。

Armはまた、Works on Armと呼ばれるプログラムを通じてコーディングツールを推進しており、現在、すべての主要クラウドプロバイダーや、Equinixなどのベアメタルプロバイダーを通じて利用することが可能である。開発者は、これらのコンピューティング環境に特化したアプリケーションを作成し、テストすることが可能だ。また、Armはクラウド上に独自の仮想ハードウェア環境を持っており、開発者は大規模な展開に先駆けてアプリケーションのプロトタイプを作成することができる。

同社のデータセンターロードマップには、Neoverse V2という高性能コンピューティングチップ設計、コードネームDemeter、そしてその後継となるPoseidonがあり、新しい技術を段階的にサポートしていく予定。新しいチップデザインは、DDR5メモリとPCIe Gen5インターコネクトをサポートするが、並列コンピューティングを高速化するためのCXL（Compute Express Link）と呼ばれる技術で差別化を図る予定である。Neoverse V2はCXL 2.0をサポートし、PoseidonはCXL 3.0をサポートする予定である。このほか、Neoverseチップには、電力効率を重視したNシリーズと、スループットを重視したEシリーズがある。

Armのアーキテクチャ設計は、データ量の多いアプリケーションを処理するための余分な高揚を提供する拡張機能に依存している。その1つが、Armv9アーキテクチャで利用可能なベクター拡張機能であるSVE2だ。

「SVE2は、プログラミングとポータビリティをより容易にしてくれます。一度だけソフトウェアを書いてビルドすれば、さまざまなSVEベクトル長の実装を持つ異なるArmベースのハードウェア上でも優れた移植性を発揮できます」 とキャンベル氏は語った。

また、Armの幹部は、ファームウェアを保護し、許可されたプログラムのみがアクセスできるセキュアボールトを含む機密コンピューティングの分野で、新しいセキュリティ拡張が登場することを語った。Armは、機密データを保護するTrustZone拡張機能をすでに持っているが、企業にとって重要なデータセットを分離するためのブロックを追加している。一般的に、金融や軍事などのコア市場の組織は、企業でAIモデルを駆動するデータセットを保護している。