顧鴻儒

個人電腦圖形芯片知名廠商英偉達與智能手機/平板電腦IP設(shè)計巨頭Arm再度攜手。日前，英偉達宣布。其芯片加速平臺將兼容Arm處理器，共同開拓超級計算機市場。據(jù)了解，英偉達與Arm公司已是“老交情”。在此之前，兩家公司在自動駕駛汽車、機器人、嵌入式芯片以及便攜式游戲等諸多領(lǐng)域已有近十年的合作基礎(chǔ)。目前，英偉達發(fā)布的超級計算機DGX SuperPOD位列全球最快超級計算機第22名，主要用于自動駕駛汽車AI訓(xùn)練。

英偉達攜手Arm布局超算

此次兩家聯(lián)手，英偉達將于2019年底前，向Arm生態(tài)系統(tǒng)提供全堆棧的AI和高性能計算集群HPC軟件。

國際超級計算大會ISC 2019落下帷幕。在此期間，芯片巨頭公司英偉達推出了全球速度排名第22位的超級計算機DGX SuperPOD，其AI基礎(chǔ)設(shè)施可滿足自動駕駛車輛的算力要求。據(jù)英偉達官方披露，DGX SuperPOD的運算能力可以達到每秒9.4千萬億次浮點運算，主要工作為在自動駕駛車輛訓(xùn)練數(shù)據(jù)中收集可用于道路規(guī)則訓(xùn)練算法的內(nèi)容。

在發(fā)布超級計算機DGX SuperPOD的同時，英偉達表示，其超級計算機的加速平臺將在今年年底前與Arm處理器兼容。英偉達加速計算部門副總裁伊恩·巴克認為，Arm能夠為超級計算提供開放架構(gòu)是促成此次合作的原因之一。

一直以來，英偉達深耕電腦圖形芯片，并在該市場具備強大優(yōu)勢。Arm則注重為手機芯片提供底層處理技術(shù)，受其技術(shù)授權(quán)，多家知名廠商用其架構(gòu)制造芯片。此次兩家聯(lián)手，英偉達將于2019年底前，向Arm生態(tài)系統(tǒng)提供全堆棧的AI和高性能計算集群HPC軟件。雙方在深入合作后，英偉達將能為包括x86、POWER，和Arm在內(nèi)的所有主流CPU架構(gòu)提供加速。

英偉達創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛表示，英偉達選擇與Arm合作，其可加速計算的運算平臺CUDA和Arm的高能效CPU架構(gòu)相結(jié)合，將助力高性能計算集群HPC實現(xiàn)大幅提升，以達到百萬兆級的算力。黃仁勛認為，未來超級計算機是促進科學發(fā)現(xiàn)的重要工具，建立百萬兆級超級計算將能夠極大地擴展人類知識的邊界。隨著傳統(tǒng)計算規(guī)模擴展步伐的停止，功率也將成為所有超級計算機的限制因素。據(jù)了解，目前英偉達運算平臺CUDA已用于英特爾、IBM等公司的處理器中，協(xié)助CPU完成大規(guī)模計算的加速任務(wù)。英偉達副總裁兼加速計算總經(jīng)理Ian Buck表示，英偉達在融合Arm產(chǎn)品后，使用者可以完成大量的高性能計算集群HPC仿真和AI所需的繁重計算，并且Arm可以使用快速單線程來執(zhí)行CPU。

Arm首席執(zhí)行官Simon Segats表示，基于Arm的SoC正在完成前所未有的計算性能提升，實現(xiàn)百萬兆級的算力。目前高性能計算集群HPC已經(jīng)部署了Arm技術(shù)。“通過與英偉達合作，將CUDA加速引入Arm架構(gòu)，這一舉措對于HPC社區(qū)來說，可謂是一大重要里程碑。”Si-mon Segars說。

“Arm作為全球智能設(shè)備第一大主流芯片架構(gòu)提供商，全球超過90%的智能設(shè)備采用了Arm的芯片架構(gòu)。英偉達一直是Arm的客戶。此次合作，是英偉達聯(lián)合Arm這一生態(tài)合作伙伴，構(gòu)筑自身在人工智能芯片等領(lǐng)域的生態(tài)系統(tǒng)、提高自身核心競爭力的重要的一步?！辟惖项檰柸斯ぶ悄墚a(chǎn)業(yè)研究中心分析師李振說。

Arm獲得超算門票

英偉達在超級計算機領(lǐng)域還是具有一定的影響力，再加上Arm架構(gòu)的開放性，勢必將推動高性能計算產(chǎn)業(yè)的進步。

與Arm合作，并不是英偉達在超級計算機上唯一的布局。早在今年年初，英偉達以69億美元的價格收購以色列芯片制造商Melhnox，每股支付125美元現(xiàn)金。Mellanox主要生產(chǎn)高速網(wǎng)絡(luò)芯片，可將小型計算機連接成大型計算機，一些功能最強大的超級計算機中也使用這種芯片。英偉達收購的因素之一，便是Mellanox可以在大型計算、網(wǎng)絡(luò)和存儲堆棧中優(yōu)化大規(guī)模數(shù)據(jù)中心。專家稱這一收購是英偉達持續(xù)整合芯片制造商的舉措之一，因為超級計算機制造芯片商正是云服務(wù)時代下關(guān)鍵的一環(huán)。

英特爾也曾對Mellanox感興趣，據(jù)傳現(xiàn)金報價已達到以約60億美元。作為芯片大廠，英特爾一直在服務(wù)器數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域獨占鰲頭。然而，Arm從未放棄過英特爾壟斷的市場。早在數(shù)年前，Arm就發(fā)誓，將在2021年拿下服務(wù)器領(lǐng)域25%的市場份額，隨后AMD、高通、Marvell等重量級元老先后開始采用Arm架構(gòu)，開發(fā)服務(wù)器CPU，但效果慘不忍睹。現(xiàn)今，AMD和Marvell相繼退出;高通Falkor Arm服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計的靈魂人物Bhandarkar離職，團隊解散。剩下的其他幾家采用Arm架構(gòu)的公司，在英特爾的圍剿下苦苦支撐。在服務(wù)器數(shù)據(jù)中心的戰(zhàn)場上，Arm進展緩慢，“25%的市場份額”——這一目標實現(xiàn)似乎頗具難度。

與英偉達在超級計算機市場的合作，為Arm提供了發(fā)展機遇。一直以來，Arm在終端設(shè)備的主流芯片架構(gòu)領(lǐng)域極具份量。但是在超級計算機領(lǐng)域，與英特爾相比，Arm并沒有很大的影響力。在多次進軍服務(wù)器領(lǐng)域失利后，英偉達與Arm的此次合作，或?qū)锳rm提供邁入超級計算機領(lǐng)域的門票。“畢竟，英偉達在超級計算機領(lǐng)域還具有一定的影響力，再加上Arm架構(gòu)的開放性，勢必將推動高性能計算產(chǎn)業(yè)的進步?！崩钫裾f。

英偉達有望實現(xiàn)超算最低功耗

此次合作將推動超級計算機在功耗方面向前邁進一大步。英偉達攜手Arm在功耗上完成了業(yè)內(nèi)最節(jié)約的標準。

一直以來，在數(shù)據(jù)中心市場上，英偉達及其產(chǎn)品扮演著重要角色，但其重心依舊圍繞在游戲和圖形領(lǐng)域的處理器。在此領(lǐng)域之外，英特爾和Arm的處理器非常具有代表性。在全球微處理器指令架構(gòu)中，英特爾x86和Arm架掏主宰了半壁江山。英特爾x86主要以PC、服務(wù)器等高算力市場為主，Arm則專注于手機、物聯(lián)網(wǎng)等低功耗市場。

在PC領(lǐng)域，Arm再次躍躍欲試。2017年，高通、微軟、惠普、華碩等多家廠商共同合作推出了基于Arm架構(gòu)的Win10筆記本電腦。在此之前，由于Arm架構(gòu)處理器難以兼容Windows應(yīng)用，因此微軟、惠普、華碩等筆記本廠商一直猶豫不決。高通的加入為Arm獻上了“臨門一腳”，高通Arm架構(gòu)的驍龍芯片，目前可以搭載微軟的完整版Windows，這在很大程度上解決了Arm架構(gòu)芯片筆記本兼容Windows應(yīng)用的問題。而此次英偉達與Arm的合作，目的在于“打造超級計算機”，而且是百萬兆級AI超級計算機。

“多年來，英偉達一直在布局于高性能計算機產(chǎn)業(yè)，此次合作，英偉達將在高性能軟件等多領(lǐng)域，支持英國半導(dǎo)體設(shè)計公司Arm設(shè)計的處理器。此次合作將為英偉達這一產(chǎn)業(yè)巨頭，在超級計算機功率這一主要性能強化方面助力賦能。同時，這也是高性能計算產(chǎn)業(yè)的一次重大技術(shù)進步?！崩钫裾f。

對于超級計算機來說，目前面對的最大問題便是功耗，如何在支持強大的算力性能的同日寸，做到低功耗，是包括英特爾、IBM、英偉達等在內(nèi)的眾多企業(yè)考量的重要因素之一，而此次英偉達與Arm的合作，或?qū)樾袠I(yè)帶來一些突破?！皩τ贏rm來說，英偉達是其重要下游客戶。此次合作，將推動超級計算機在功耗方面向前邁進一大步。英偉達攜手Arm推出的超級計算胡產(chǎn)品，有望在功耗上完成了業(yè)內(nèi)最節(jié)約的標準?！崩钫裾f。