Dell arbetar med ARM-superdatorprototyper

Fasad av ett övertagande slag som hotar sig i sidled, sätter medlemmarna i Dells forskningsavdelning samman bitarna för prototyp ARM-superdatorer som skulle kunna utnyttjas i framtiden.

Dell har en bra idé vad en ARM-superdator skulle se ut, och prototypdesigner och andra "delar" experimenteras med i Dells laboratorier, säger Tim Carroll, chef för Dells forskningsberäkningsgrupp.

"Det är en lösning som just nu letar efter en problem, säger Carroll. "ARM kommer att få en plats. Marknaden kommer att berätta vad det är."

ARM-processorer går in i de flesta smartphones och tabletter och lockar intresse för användning på servrar. De kraftfulla CPU: erna kan hjälpa till med att minska energin som konsumeras av servrar i datacentraler, samtidigt som man får tillräckligt med bearbetningseffekt för att hantera snabba sökningar på nätet eller för sociala nätverk. Dell erbjuder redan ARM-servrar med låg till medelstora prototyper för kunder att spela med.

Beroende på arbetsbelastningar kan ARM-processorer hitta begränsad användning i superdatorer, säger Carroll. ARM-processorer kommer att leverera dollarbesparingar per FLOP (floating point-operationer per sekund) per rack, och en del institution kommer att ta ett hopp över tro och använda ARM-processorer i en superdator, säger Carroll.

Hitta ett hem för ARM

IntelIntel processor

Några av världens snabbaste superdatorer använder x86-processorer från Intel eller avancerade mikroenheter, kraftprocessorer från IBM eller Sparc-processorer från Oracle. ARM-processorer anses för närvarande inte vara tillräckligt starka för superdatorer, som oftast används av forskningsorganisationer som kör komplexa beräkningar.

Oförmågan att överföra en viss bearbetningskapacitetströskel är ett handikapp för ARM i supercomputing, men Carroll noterade att marknaden kan förändras snabbt, som bevittnat av grafikprocessorer, som nu är en viktig samprocessor vid sidan av processorer i superdatorer.

"Förutsätt inte att du förstår alla olika användningsfall som finns där ute", säger Carroll. för ARM-processorer har ännu inte fastställts, men nyfiken forskare hittar svar, säger Carroll. I det avseendet kommer de att vara före den kommersiella sektorn, som har implementeringscykler och tidsfrister för att komma ihåg, säger Carroll.

Marknaden för superdatorer förändras även med molnens uppkomst, vilket kan påverka sättet som systemen bygger, Sade Carroll. Komplexa beräkningar kan göras på fjärrservrar, med molnet som mekanism för begäran och leverans av information.

"Vi ska komma dit. Cloud som en transportmekanism för att knyta samman alla dessa stora infrastrukturimplementeringar kommer att måste det hända, säger Carroll.

ARM-processorer är också billiga, speciellt jämfört med FPGA (fältprogrammerbara portarrangemang), sa Carroll. FPGA är omprogrammerbara kretsar som används i många superdatorer.

Att bli bättre och bättre

Barcelona Supercomputing Center har varit i spetsen för att experimentera med ARM-superdatorer. Förra året meddelade BSC att det var en prototyps superdator med Samsungs Exynos 5-processor med dubbla kärnor, och i slutet av 2011 tillkännagav den en superdator baserad på Nvidias Tegra 3-processorer.

Chips för ARM-servrar erbjuds av Calxeda, Marvell och Texas Instruments. ARM-processorer just nu är bara 32- och 40-bitars. Men ARM har redan meddelat sin första 64-bitars ARMv8-arkitektur och åtföljande Cortex-A57 och Cortex-A53-processormönster baserat på arkitekturen. Avancerade mikroenheter, AppliedMicro och andra förväntas erbjuda integrerade ARM-chips för servrar.

Men det kan ta ett tag för ARM att accepteras av forskargruppen, sa Carroll. Programvara som skrivs idag är fortfarande inte riktad mot ARM-servrar, och forskare brukar hålla fast vid gammal kod, sade Carroll. ARM, x86 och Power processorer körs på olika instruktionssatser och stöder olika kodbaser.

Dell bygger idag servrar med x86-processorer. En superdator baserad på Dells bladdesign användes förra året vid Texas Advanced Supercomputing Center, som är baserat vid University of Texas, Austin. Kallas Stampede och betygsatt världens sjunde snabbaste superdator, maskinen levererar en topp prestanda på 10 petaflops. Världens snabbaste superdator vid US Department of Energy, Oak Ridge National Laboratory, Titan, levererar topp prestanda på 20 petaflops.

Supercomputer Stampede har totalt 102 400 processorkärnor som inkluderar Intels Xeon E5-processor, Nvidia-grafikprocessorer och Intels Xeon Phi samprocessor. 182-racks superdator har 270TB RAM, 14 lagringsplatser, upptar 11.000 kvadratmeter utrymme, sysselsätter 75 miles nätverkskabel och drar 3 megawatt kraft.

Dell betraktas inte främst som en superdator, men Carroll vill möta kundernas behov oavsett processarkitektur.

"Vi blir bättre och bättre", säger Carroll.