العملاق لديه قدرة قوية على حساب ومعالجة البيانات، الملامح الرئيسية لأداء سرعة عالية وسعة كبيرة، ومع مجموعة متنوعة من الأجهزة الطرفية الخارجية وغنية، ونظام البرمجيات عالية الأداء . القائمة سرعة العملاق حساب يمكن أن تصل إلى أكثر من أكثر من تريليون مرة في الثانية الواحدة . ويستخدم هذا النظام كمبيوتر ضخمة في المقام الأول إلى إجراء بحوث علمية هامة، وعلى نطاق واسع الحوسبة مهمة الدفاع الوطني والاقتصاد الوطني في مجال التكنولوجيا المتطورة ومعالجة البيانات المهام: عن مجموعة واسعة من التنبؤ بالطقس، وصور الأقمار الصناعية التوحيد، والتنقيب عن الفيزياء النووية، والبحث الصواريخ العابرة للقارات والمركبات الفضائية الخ، لوضع خطط التنمية الاقتصادية الوطنية.

عام 2016، الصين " اللاهوت تايهو الضوء "(9.3 كوادريليون عملية نقطة عائمة في الثانية الواحدة) و " تيانخه-2 " فاز بطل والمركز الثاني في المركز الثالث الى المركز العاشر كانت الولايات المتحدة "تيتان"، "سيكويا"، "كوري (كوري)"، اليابان "أوك فورست-PACS"، "بكين (كيو)"، سويسرا "نيابة عن براينت الذروة "وأميركا" ميرا "و" الآحاد الثلاثة ".

الآن، تستخدم أجهزة الكمبيوتر العملاقة لدراسة مجال التكنولوجيا الفائقة الوطني للتكنولوجيا وطنية والمتطورة ، ولكن أيضا البحث والتطوير التكنولوجي العلمية قوة المستوى الوطني عكست .

في مجال الحوسبة الفائقة، هناك معروفة كبار "TOP 500" القائمة. وبدأت القائمة في عام 1993، هو معروف التصنيف العالمي من أجهزة الكمبيوتر العملاقة تثبيت "مقاعد الصف" في من جانب الولايات المتحدة وألمانيا خبراء الحاسوب العملاق استعداد معا، نشرت القائمة كل ستة أشهر.

خريطة | (المصدر: TOP500 الموقع الرسمي)

من بينها، العملاق الياباني " بكين " 2011 حصلت TOP 500 عنوان القائمة ، بواسطة فوجيتسو وضعه بالاشتراك مع بتبريد في اليابان، إلى يونيو 2018 قد انخفض إلى 16 في العالم . وقال فوجيتسو أنها تخطط لتطوير الجيل القادم من أجهزة الكمبيوتر العملاقة ( الرمز البريدي-K ) العملاق العالمي يستعيد صدارة سوف يكون أدائها الآن "بكين" 100 مرة، في حين أن استهلاك الطاقة ثلاث مرات فقط.

وبعد K استخدام وضعت حديثا A64FX المعالج، وتحول بنية ARM، فإنه سيتم إطلاقها في 2021. في وادي السليكون هذا الاجتماع HotChips العام الذي عقد في فوجيتسو الكشف عن تفاصيل هيكل والمعالج A64FX الأداء.

ترتيب FIG شو فوجيتسو العملاق

استخدمت 8786000000 A64FX الترانزستورات 7nm التكنولوجيا عملية FinFET و. وسيكون أول تنفيذ ناقلات قابلة للتمديد الذراع (قابلة للناقل امتدادات / SVE) المعالج هذه هي مصممة خصيصا لأداء عالية الحوسبة مجموعة التعليمات.

في يونيو، بدأت فوجيتسو إنتاج نموذج أولي من المعالج وتبدأ التجارب الأولية كشفت أيضا بعض التفاصيل الأساسية من وحدة المعالجة المركزية، التي تضم عددا من النوى (الأساسية بالإضافة إلى 48 بحساب أربعة الأساسية مساعد) وSIMD عرض ناقلات (512) . في اجتماع HotChips، فوجيتسو توشيو يوشيدا (توشيو يوشيدا) الهندسة المعمارية الدقيقة والشخصية أدائها في دراسة أكثر تعمقا.

خريطة | (المصدر: TOP500 الموقع الرسمي)

في حساب السرعة، كأول رقاقة SVE الذراع والعروض A64FX بعض البيانات أداء جيدة الفاصلة العائمة: نظام 64 بت (FP64) في الثانية الواحدة تستطيع أن تفعل أكثر من 2.7 تريليون عملية نقطة عائمة، سرعة النظام 32 بت (FP32) 5.4 تريليون مرة في الثانية الواحدة، ونظام 16 بت (FP16) على 10800000000000 مرة في الثانية الواحدة . بعد النظامين أمر مهم خاصة بالنسبة للتطبيقات التعلم العميق، واستخدام أقل دقة FP32 وFP16 تستخدم عادة لتدريب الشبكة العصبية.

A64FX كما حققت 16 شكل (INT16) و 8 بت عدد صحيح نقطة المنتج (INT8)، وهو نفس المنطق يمكن استخدامها في الشبكة. يقول فوجيتسو، وذلك باستخدام INT8 وحدة المعالجة المركزية الجديدة يمكن أن تصل إلى أكثر من 21600000000000 العمليات في الثانية الواحدة، INT16 يمكن أن تصل إلى أكثر من 10800000000000 العمليات في الثانية الواحدة .

على الرغم من أن النقطة العائمة أداء A64FX تستحق الاعتراف، ولكنها ليست سوى حوالي 35 أسرع من الأكثر تقدما زيون Skylake وحدة المعالجة المركزية، و 20 أبطأ مما هو عليه الآن البائد زيون فاي وحدة المعالجة المركزية . ليس من الصعب أن نتصور، سواء باستخدام الثلج بحيرة زيون وحدة المعالجة المركزية أو غير مؤكدة معالجات زيون AP، ستقوم إنتل تنتج أكثر عالية السرعة CPU هو أورورا بسرعة إكساسكيل العملاق في 2021. من ناحية أخرى، فوجيتسو تقدم الآن فقط المنخفضة نهاية تقديرات A64FX الأداء، فإنه يعني أن المزيد من الاختبارات وسوف تنشر بعد سنوات قليلة من إطلاق المعلومات الواردة في رقاقة النهائي.

على الرغم من أن ليس كل من سرعة عملية نقطة عائمة من أجهزة الكمبيوتر العملاقة، لكنه إعلامنا عدد المعالجات المطلوبة كوادريليون الكمبيوتر الثانوي. عن طريق تقدير متحفظ من 2.7 تريليون مرة في الثانية الواحدة، أكثر من حاجة 370000 رقائق للوصول إلى الذروة، وعلى LINPACK صلت أو الحقيقي العائمة تطبيقات مكثفة النقطة قد تحتاج إلى الذروة 400000 .

بسبب خطط فوجيتسو لوضع معالج A64FX فقط بعد K في كل عقدة، وبالتالي فإن معالج 400000 هو الكمبيوتر العقدة. آخر-K لكل رف 384 العقد، عدد وافر من هذه الرفوف 1000 في الكمبيوتر بسرعة إكساسكيل النهائي . إذا كانت رقاقة هو الاستمرار في التحسن في العامين المقبلين، وزيادة الحوسبة الذروة مرة أخرى.

المعالج عقدة كثيرا، مما يدل على الحاجة إلى عالية الأداء وقدرات الربط الكمبيوتر. لهذا الغرض، وسيتم تجهيز A64FX مع وحدة تحكم شبكة على الرقاقة، نقل البيانات يسمى "التوفو" شبكة الربط المتوازية . للبريد-K، فإن هذا الهيكل تكون شبكة 6 الأبعاد / شبكة الحيد، والتي ضمت ستة محاور هي: X، Y، Z، A، B و C، ولكل معالج (عقدة) على قناتين، كل هناك 10 قنوات 28،000 ميغابت في المنفذ الثاني. كل وحدة المعالجة المركزية عقدة أو سرعة نقل تصل إلى 560 ميجابت 000 .

FIG | 'أو التوفو "كيف لتوليد ارتباط شبكة بين عقدة (المصدر: جمعية الحاسبات IEEE)

آخر-K مكان بارز آخر هو عرض النطاق الترددي الذاكرة . تقدم A64FX باستخدام ذاكرة 32GB حزمة HBM2 تصل إلى 1024 سرعة GB / ثانية لكل وحدة المعالجة المركزية. ووفقا لبيان فوجيتسو، ويمكن أن يحقق أكثر من 830 جيجابايت / ثانية معدل تيار ثالوث القياسي ، أكثر من 80 من الذروة معالج عرض النطاق الترددي . يتم توصيل فوجيتسو لم يذكر رقاقة من هذا القبيل لذاكرة DDR التقليدية.

داخليا، وينقسم إلى أربعة الأساسية 48 + 4 مجموعة الذاكرة الأساسية، وتسمى أيضا CMG. CME هو جوهر 13، نواة 12 و نواة مساعدة الحوسبة. CME OS معالجة وظائف مثل I / O وتجهيز الخفي. وقد تم تجهيز كل نواة 13 مع مخبأ L164 KB، وسرعة يمكن أن تنتقل إلى ما بعد بيانات 11 TB / ثانية . تم تجهيز CMG ولكل منها مخبأ 8MB، يعمل بشكل أسرع من 3.6 TB / ثانية. L2 تحكم الذاكرة المؤقتة متصلة واجهة وشبكة على رقاقة (المؤسسة الوطنية للنفط) أ. قد يتم إنشاء اتصال المؤسسة الوطنية للنفط وغيرها تحكم CMG والتوفو وشبكة بكيي.

FIG شو A64FX رقاقة الهيكل الداخلي (المصدر: الموقع الرسمي TOP500)

في المتوسط، A64FX أسرع من SPARC64 XIfx (CPU عالية الأداء قبل فوجيتسو) 2.5 مرة أسرع عالية الأداء الحوسبة عبء العمل والذكاء الاصطناعي. A64FX الهيدروديناميكية سرعة العملية والمجالات موجة زلزالية خاصة بسرعة، على التوالي، 3.0 مرات و 3.4 مرات أسرع من SPARC64 Xifx.

أداء FIG شو A64FX في الأداء العالي الحوسبة والذكاء الاصطناعي (المصدر: الموقع الرسمي TOP500)

على الجانب البرمجيات، وبعد K عملاء جهاز فوجيتسو وبتبريد في اليابان ومعالج A64FX والنظام نفسه لتطوير البرمجيات. تطوير نظم البرمجيات وأدوات Linaro ومجموعة متنوعة من المصادر المفتوحة وستشارك أيضا مطوري البرمجيات المستقلين الذراع القائم. ومن المتوقع أن عام 2021 سوف فوجيتسو وضع مجموعة من الحوسبة عالية الأداء مكونات البرامج، بما فيها لينكس، C / C ++ والمجمعين فورتران، مصححات، MPI، قانون الزواج والمكتبات الرياضيات، مثل مستكشف وبريقا .