世界のスーパーコンピュータとそれを動かす人々


7月 1, 2019

NvidiaがArmを採用、すべてのCPUアーキテクチャを高速化

HPCwire Japan

Tiffany Trader

Top500リストがフランクフルトで行われたISCで発表され、アップグレードされたArmスーパーコンピュータがリストの3分の1以内に入ったことを受け、Nvidiaは、x86とPowerと共に、サポートする処理アーキテクチャとしてArmを完全に取り込む意向を発表した。x86 CPUに代わるものとしての活動に勢いが増していることに注目して、NvidiaはArmの支援を表明し、「非常にエネルギー効率の高い、AI対応のエクサスケールスーパーコンピュータへの新しい道」を切り開いた。

過去に遡ると、2011年Nvidiaは、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、サーバ、およびスーパーコンピュータに電力を供給することができるフル機能のArm CPUを開発するプロジェクトを立ち上げた。いわゆるProject Denverは当初の概念では実現できなかったが、Nvidiaは、モバイル、ロボット、携帯ゲーム、自律走行車などの組込み業界向けに設計されたArm + GPUチップ(Tegra / XaviarおよびJetson)を製造した。

 
   

同社はまた、所有するPGIと、サポートを支援するオープンソースソフトウェアプロジェクトであるOpenACCを通じて、Arm + GPUソフトウェア開発にも投資しているが、レポーターの立場からすると、これらの計画は断続的な繰り返し、または多年に渡って不定期であるように思われた。

実際、数日前にOpenACCチームにArmのサポートについて尋ねた質問は、Nvidiaが大幅にArmに再コミットするというプレ・ブリーフィングを受ける前に、丁寧にかわされているのだ。Arm-64が辿った軌跡を考えれば、Nvidiaは注意を払い、ブレーキを踏んだことは理にかなっている。モバイルプラットフォームから汎用サーバCPUへの移行は、HPC分野で始まり、トラクションを見つける前に誤った起動と後退がいくつか発生するという、ぎこちないものだった。今ではMarvellのCavium Armサーバチップは、サンディア国立研究所で世界初のArmペタスケールスーパーコンピュータに電力を供給し、日本のエクサスケールArmの計画と実行は順調に進み、ヨーロッパは来るべきエクサスケールクラスのマシンを動かすヨーロッパのArmチップの製造を約束している。

Armに対する熱意と勢い(Intersect 360 ResearchのHPCマーケットウォッチャーAddison Snellは、IntelよりもArmエクサスケールのプランが多いことを確認している)を鑑みて、Nvidiaは、今が全ての実質的な重きをArmのサポートに置く時であると判断した。

Nvidiaは、年末までに、600以上のHPCアプリケーションとすべてのAIフレームワークを高速化する、AIとHPCソフトウェアのフルスタックをArmエコシステムで利用できるようにする予定である。 「このスタックには、すべてのNvidia CUDA-X AIおよびHPCライブラリ、GPUアクセラレートAIフレームワーク、そしてOpenACCをサポートするPGIコンパイラやプロファイラなどのソフトウェア開発ツールが含まれています」とNvidiaは述べている。

Nvidiaのゼネラルマネージャ兼アクセラレーテッドコンピューティング部長を務めるIan Buckは、「私たちは過去2年間、プラットフォームの移植し、コンパイルし、テストを行う、ということに取り組んできました。我々はもう少しのところにいて、それは問題ではありませんでしたが、」と述べ、

「ArmとGPUを組み合わせることで、シミュレーションフロップであろうとAIであろうと、計算の手間をかけずにエネルギー効率の高いスーパーコンピューティングを提供し、CPUで得意な部分に集中できる一方で計算のそれらの部分を軽減できます。これが高速シングルスレッド実行です。」 と付け加えた。

発表は、Ampere Computing、Atos、CSC、HPE、JülichSupercomputing Center、Marvell、Mellanox Technologiesなどの幹部からの強力なエコシステムサポートと12以上の支援の声から始まった(下記)。

Armコンパイラの開発に投資しているパートナーのCrayから賛同の意見が寄せられた。「Crayにおいてのエクサスケール時代のビジョンは、モデリングやシミュレーションとAIや分析を統合するシステム、さまざまなプロセッサアーキテクチャを可能にし、必要とするシステム、科学、工学、デジタル変換に必要なデータ集約型ワークロード用に構築されたシステムにあります。」とCrayの社長兼CEOであるPeter Ungaroは述べた。「私達はNvidiaとパートナーを組むことができ、NvidiaのCUDAとCUDA-X HPCとAIソフトウェアスタックをArmプラットフォームに利用し、それをすでにXCと将来のShastaスーパーコンピュータの間でArmプロセッサをサポートすることを可能にしたCrayのシステム管理とプログラミング環境(コンパイラ、ライブラリとツール)と密接に統合することによって、我々のスーパーコンピュータにおけるビジョンの実現に近付けることを非常に嬉しく思います。」

EuroHPCは、来るべきエクサスケールシステムのエンジンとしてのArmの可能性を模索している。 5月のEuroHPCサミットウィークで発表されたEuropean Processor Initiativeのロードマップには、ARMをベースとした複数世代のMade-in-Europe CPUも含まれている。

「欧州プロセッサイニシアチブは、独自のハイエンド、低電力、汎用、およびアクセラレータソリューションを欧州連合にもたらすことを目的としています。EPIとその業界でのパートナーであるSiPearlは、Nvidiaがもたらす新たな可能性を非常に好意的に考えています。EPI ArmベースのマイクロプロセッサとNvidiaアクセラレータは、将来のヨーロッパのエクサスケールモジュラスーパーコンピュータの基盤を築くのに最適な組み合わせとなるでしょう。」とEPIのゼネラルマネージャであるPhilippe Nottonは述べた。

カスタムデザインされた富士通Armチップにエクサスケールの戦略を埋め込んでいる日本の理化学研究所も、当然のことながらその努力を後押ししている。「私たちは過去10年間、日本で最も強力なスーパーコンピュータであるABCIを含む数々の大規模スーパーコンピュータで、Nvidia GPUを使用してきたパイオニアです。」理化学研究所計算科学研究センター長(R-CCS)であり、東京工業大学の教授である松岡聡氏は述べている。「理研R-CCSでは、現在、次世代のArmベースのエクサスケールスーパーコンピュータ「富岳」の開発を進めています。NvidiaのGPUアクセラレーションプラットフォームが近いうちにArmベースのシステムで利用できるようになることを大変嬉しく思います。」