不甘被中美日超越，欧盟终于在HPC上下血本

要说起超等计算机，多半人想到的都是日本的富岳、美国的Summit和中国的神威·太湖之光，却很少想到欧洲市场。事实上TOP500中来自欧洲的超算体系也有113个，但能排进前十的只有两个，德国的JUWELS和意大年夜利的HPC5，还分别号列第8和第9。

欧盟也意识到本身在HPC应用上已经开端落后，在将来的百万兆级计算（Exascale）和量子运算中很可能会持续被拉开差距，靠单一成员国的资本很难打造顶级的HPC和超算体系。于是欧盟展开了多项筹划，并加大年夜了合力投资。

比如有名的地平线2020筹划，如今该筹划已经被调换成了新的7年科研赞助筹划，欧洲地平线，从2021年持续至2027年。这一新筹划的总预算金额达到了955亿欧元，比地平线2020的770欧元赶过了一大年夜截。不少HPC项目也从两个筹划中受益。2018年欧洲高机能计算技巧研发联盟（EuroHPC JU）成立，并拿到了10亿欧元预算，个中一半来自欧盟，一半来自成员国，额外还有私家合作伙伴供给的4亿欧元。

EuroHPC JU的目标是支撑欧洲的科研和立异活动，打造欧洲的超算生态，购买或安排至少两台排名前5的超算。根据欧洲HPC技巧平台的统计，客岁欧盟一共有50个HPC项目在进行中，另有30个完成的项目。而到了本年，正在进行的HPC项目已经增长至68个，另有38个项目已经完成。笔者拔取了个中最有看点的三个项目，以此来看看欧洲的HPC在软硬件上的成长。

EuroExa——Arm+AMD+FPGA构成的Exascale超算平台

EuroExa是一个由地平线2020筹划投资的项目，由16个组织机构合作设计，个中也包含了英国Arm、巴萨罗那超算中间和比利时微电子研究中间IMEC如许的HPC巨擘。该项目在成立后的52月内，累计收到了2亿欧元的投资，用于HPC软件、硬件、收集、存储和液体散热等方面的研究。

EuroExa单个计算单位子板 / EuroExa

该项目标最终目标是打造欧洲将来的ExaScale超算体系，其算力最高可达400 PetaFLOPS，峰值体系功率达到30MW。从今朝的排名来看，这套系同一旦建成后仅次于442 PetaFLOPS的日本富岳。同时该体系还兼顾高能效，EuroExa声称在将来半导体技巧和架构的迭代下，可以做到250PetaFLOPS/MW的能效。同时，他们想用这套紧致的体系证实一台ExaScale可以做到30个集装箱以下的大年夜小，而边到边的长度也不会跨越40米。

EuroExa将应用Arm Cortex和AMD的EPYC技巧打造其处理器体系，并采取PetaFLOP级别算力的FPGA作为加快器，估计在2022年到2023年打造第一台ExaScale级其余EuroExa体系。

eProcessor——开源的RISC-V HPC

eProcessor项目是基于RISC-V开源架构，打造一个开源的乱序处理器，做到可扩大、节能和大年夜范围，异常合适HPC和HPDA应用。该技巧将应用高机能计算和数据分析加快器与低功耗的64位乱序RISC-V处理器结合，支撑多处理器超大年夜型运算体系。

eProcessor架构 / eProcessor
该项目为期三年，由巴塞罗那超算中间牵头，法国设计公司Cortus负责核心设计，并已经获得了800万欧元的资金投入。根据Cortus的说法，RISC-V处理器能在每周期指令书上轻松跨越Intel/AMD采取的x86传统架构，经由过程缓存层次构造上相结合的原子内存操作优化，大年夜幅进步多线程应用的机能，合适大年夜型HPC体系上的各类数据驱动应用，比如深度进修和生物信息学等。

该项目从本年4月才正式开展，将来还会和合作伙伴已有的项目合作，比如EuroExa，从而进一步扩大他们的功能并进步技巧成熟度。之所以拔取RISC-V的原因，也是为了打造一个开放的软硬件生态体系，可以或许包管技巧的自力性。

Deep-SEA——解决异构超算的挑衅

Deep-SEA项目是Deep-EST项目标下一阶段，后者已经在本年3月成功完成，并建立了一个模组化的超算架构MSA。在MSA架构中，标准CPU、GPU加快器等不合的组件构成一个复杂的异构体系。每项技巧都用于特定的负载，充分应用MSA的应用可以达到更高的能耗/功率比。

模组化超算架构MSA / Deep

然而体系和节点等级上的复杂体系很难做到出色的资本分派，并行化在传统的HPC情况中更是显得眇乎小哉。是以异构资本的复杂性使得用户和应用开辟者开端力不从心，他们必须要懂得底层硬件才能决定运行哪段组件代码。并且他们在采取新的加快器或是完全不合的HPC平台时，必须得把代码移植过来，更不消说对各类HPC体系的优化了。

Deep-SEA恰是为懂得决这些问题而出生的，它的目标是为了做到更好的治理和编程计算与存储异构资本，为模组化的超算实现更简单的编程。为了给更多的HPC体系供给支撑，并扩大到将来ExaScale级之后的体系，Deep-SEA应用了却合设计的办法，采取了7大年夜范畴的应用来验证其选择的办法，包含气象猜测、地动成像和分子力学等等。Deep-SEA同时与巴塞罗那超算中间和德国莱布尼茨超算中间展开研发，还与有名超算制造商源讯杀青了合作。

结语

从上面的三个项目来看，在HPC和超算上，模组化和异构已经成了大年夜趋势。今朝HPC的应用除了传统的气候猜测、生物医学和材料学研究外，也多出了不少大年夜数据技巧、主动驾驶等新兴技巧。一味地去拼算力其实更像是一个拼芯片数和拼财力的过程，收成优良的HPC架构和完全的HPC生态才是这些项目标最终目标。