NVIDIA GPU加速的ARM服务器，能否开创计算架构新纪元？

NVIDIA与Arm、Ampere、Cray、富士通、HPE、Marvell携手构建GPU加速服务器，以满足从超大规模云到边缘、从模拟到AI、从高性能存储到百万兆级超级计算等多样化需求。

NVIDIA近日发布一款参考设计平台，使企业能够快速构建GPU加速的Arm服务器，以满足日益多样化的科学和工业应用需求。

NVIDIA创始人兼首席执行官黄仁勋在2019国际超级计算大会（SC19）上宣布推出这款参考设计平台。该平台由硬件和软件基础模块组成，能够满足高性能计算（HPC）社区对于类型更加多样化的CPU架构日益增长的需求。通过该平台，超级计算中心、超大型云运营商和企业能够将NVIDIA加速计算平台的优势与最新的Arm服务器平台相结合。

为了构建这一参考平台，NVIDIA与Arm及其生态合作伙伴（包括Ampere、富士通和Marvell）联手，以确保NVIDIA GPU与Arm处理器之间的无缝协作。该参考平台还得益于与HPE旗下公司Cray和HPE这两家早期采用Arm服务器的供应商之间的紧密合作。此外，许多高性能计算软件公司已使用NVIDIA CUDA-X 库来构建可在Arm服务器上运行、并可通过GPU实现的管理和监控工具。

黄仁勋表示：“高性能计算正在崛起。机器学习和AI领域的突破正在重新定义科学研究方法，并且可能带来激动人心的新架构。从超大规模云到百万兆级超级计算，NVIDIA GPU与ARM的组合让创新者们能够为不断增加的新应用创建系统。”

Arm IP产品部门总裁Rene Haas表示：“ Arm正在与生态合作伙伴一同努力，为百万兆级的Arm系统级芯片提供前所未有的性能和效率。我们与NVIDIA合作，将CUDA加速带入到Arm架构当中，这对于高性能计算社区来说，具有里程碑式的意义。为了应对全球最复杂的研究，挑战并推动嵌入式系统、汽车和边缘细分市场的进一步发展，高性能计算社区已经在部署Arm技术。”

今年早些时候，NVIDIA宣布为Arm带来CUDA-X软件平台。NVIDIA此次发布这一参考平台正是对此前承诺的兑现。 根据这一承诺，NVIDIA正在提供其Arm兼容软件开发套件的预览版本。该版本包含NVIDIA CUDA-X库和加速计算开发工具。

联合整个高性能计算生态中的合作伙伴

除了使自己的软件兼容Arm之外，NVIDIA还与 GROMACS、LAMMPS、MILC、NAMD、Quantum Espresso和Relion等领先的高性能计算应用开发商密切合作，为ARM提供GPU加速的应程序用。为了让Arm平台上的应用实现GPU加速，NVIDIA及其高性能计算应用生态合作伙伴编译了大量代码。

为了构建Arm生态，NVIDIA与领先的Linux发行商Canonical、Red Hat, Inc.、SUSE，以及业内领先的高性能计算基础工具供应商展开合作。

几家世界级的超级计算中心已开始测试GPU加速Arm计算系统，其中包括美国的橡树岭国家实验室和桑迪亚国家实验室、英国布里斯托大学以及日本理化学研究所。

来自生态合作伙伴的支持

“ Ampere非常高兴能够与NVIDIA合作开发GPU加速解决方案。该解决方案将与高性能、高能效Ampere的服务器处理器实现无缝协作。我们的新产品将使我们的客户能够灵活选择最佳的NVIDIA GPU加速器，从而高效地运行云、边缘等要求极高的工作负载。”
—— Ampere Computing董事长兼首席执行官，Renee James

“很高兴看到NVIDIA能够如此迅速地为Arm服务器带来CUDA和OpenACC。我们十分希望能够与NVIDIA及其他公司开展密切的合作，在这一架构上编译、分析和调试加速应用。目前，我们已在4096核Arm系统上证明了这一合作所带来的优势。”
—— EPCC主任，Mark Parsons教授
 
“对于正在不断发展的Arm生态而言，NVIDIA是一个备受欢迎且重要的生态成员。富士通相信，随着我们迈入新的计算时代，NVIDIA将扩展Arm生态系统，并保证客户在高性能计算和数据科学领域，尤其是人工智能领域有更多的选择。”
—— 富士通企业执行官兼服务平台业务部副主管，Takeshi Horie
 
“通过我们与NVIDIA的密切合作，部署Marvell ThunderX2服务器的客户现在可以使用全套NVIDIA GPU加速软件。这对于Arm生态系统的加速计算可用性来说，是一座重要的里程碑。我们将继续一同将能效提高到一个新的水平，同时为百万兆级时代的众多超级计算和AI应用提供出众的性能。”
——Marvell Semiconductor, Inc.副总裁兼服务器处理器业务部总经理Gopal Hegde

“在HPE、Marvell和NVIDIA的帮助下，橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）成功地完成了所负责的工作，迅速升级了我们的Arm测试台系统，整合了性能测试并取得了良好的成果。在短短两周内，我们编译并正确运行了约八个领先级应用程序，三个重要的社区库，以及常被用于评估Arm高性能计算生态的基准套件。根据早期结果可以看出，这个由Arm主导的加速计算生态的功能似乎和POWER以及x86环境差不多。对于一个Arm内的加速计算生态而言，这是一个了不起的开始。”
——橡树岭国家实验室国家计算科学中心科学主任，Jack C. Wells
 
“我们与NVIDIA已经合作了很长时间。我们很高兴地看到，NVIDIA实现了自己的承诺，为Arm高性能计算社区带来了领先的CUDA-X软件堆栈和生态系统。我们已经开始在通过NVIDIA GPU加速的Arm系统上评估理化学研究所的代码，我们认为它将为日本高性能计算和AI融合工作负载带来新一轮的创新。”
——日本理化学研究所所长，Satoshi Matsuoka

“由于NVIDIA为Arm主机CPU提供了新的支持，因此现在可以直接使用Kokkos和LAMMPS。这一结果达到了我们的期望，并且让我们可以借鉴在带有x86 CPU的系统中部署NVIDIA GPU的经验。”
——桑迪亚国家实验室主要技术人员，Christian Trott
 
“ NVIDIA的Arm软件堆栈的确可以直接使用。我们之前就已大量使用Arm和NVIDIA这两个独立的平台，因此我们非常高兴这两者能够组合在一起。相比于我们之前尝试过的x86平台，NVIDIA为Arm 提供的GPU驱动器性能非常之好。能够在如此短的时间内取得这一成果，的确令人惊叹。”
——布里斯托大学高性能计算教授，Simon McIntosh-Smith