在最近于波蘭舉行的EuroHPC峰會上，披露了歐洲第一顆本土HPC處理器的一些詳細信息,。這款HPC將綜合使用Arm,、RISC－V、高帶寬存儲器和許多其它處理器設計技術,，采用多夾心封裝,，將應用在歐洲本土第一款百億億級的超級計算機上。這項工作是在歐洲處理器計劃（EPI）的推動下進行的,，EPI是由歐盟資助的一項旨在開發(fā)用于HPC,、AI或其它應用領域的本土芯片技術的科技計劃。
在這次EuroHPC峰會期間,，EPI計劃的總體負責人Philippe Notton大致介紹了HPC的架構,，并透露了SiPearl的存在。SiPearl是一家無晶圓廠芯片設計公司,，它處理EPI計劃產生的知識產權事宜,，并將這顆百億億級處理器推向市場。Notton也是這家公司的創(chuàng)始人，他向大家介紹了SiPearl產品的路線圖,。
路線圖顯示,，代號為＂Rhea＂的第一代SiPearl芯片將于2021年發(fā)布，它將用于百億億級超級計算機的原型機,，并幫助測試應用在于2023年面市的歐洲首批百億億級超級計算機上的EPI技術,。產品級的百億億級超級計算機可能會用上代號為＂Cronos＂的第二代SiPearl芯片，預計它最早在2022年準備就緒,。路線圖上還標示了沒有給出具體代號名稱的第三代SiPearl芯片,，它可能用于歐洲第二代百億億級超級計算機系統(tǒng)。此外,，SiPearl還打算針對人工智能,、大數據和汽車市場設計芯片，如果一切按計劃順利推進,，SiPearl還將推出面向企業(yè)服務器市場的芯片,。
有媒體采訪了Notton和EPI主席Jean－Marc Denis，一起探討了EuroHPC目前的研發(fā)進展和正在開發(fā)中的各種芯片技術,。這是歐洲第一次真正涉足高端處理器設計,，Notton和Denis也承認，為了推動工作順利向前推進,，需要踐行一定程度的拿來主義和實用主義,。在堅持自主創(chuàng)新的基礎上，必須考慮到當今全球半導體供應鏈的現狀,，并考慮一些具體的情況,。
特別地，Arm已經被日本的軟銀收購,，這就基本上讓EuroHPC的本土自主平臺變成了一句空話,。當然，即使Arm可以不聽命于日本軟銀集團,，在英國本土繼續(xù)保持獨立運營,，現在英國脫歐了，這也給歐洲的“本土”標簽打了一個大大的問號,。此外,，包括PCI－Express和高帶寬內存等其他技術也會使得EuroHPC技術平臺的純正歐洲血統(tǒng)大打折扣。
除了一干處理器設計技術,，它的封裝基礎架構所基于的2．5D內插器技術也來自海外,。當今世界上已經付諸實踐的2．5D封裝只有兩種標準，分別來自英特爾的嵌入式多芯片互聯橋（EMIB）和臺積電的基板上晶圓級芯片,。Notton和Denis只確認了他們確實沒有使用英特爾的封裝技術,，至于其它的,，他們沒有給出更多的暗示。
不過,，SiPearl芯片最關鍵的設計工作確實可以算作是在歐盟內部進行的,，Arm設計為此加分不少。SiPearl的芯片架構IP來自Arm的授權,，EPI將專門把它用在超級計算上,。在HPC的設計中，相對于其它輔助處理器,，Arm承擔著主處理器的角色,。其它來自歐洲的組件包括基于RISC－V架構的HPC加速器、多用途處理陣列（MPPA）,，它們將由法國的芯片制造商Kalray提供,，除此之外，還包括法國Menta提供的FPGA技術,。
“我們這個HPC平臺集成了所有這些元素,。”Notton告訴我們,。
MPPA技術專為高性能嵌入式計算、數據中心組網和存儲功能加速而設計,。在EPI／SiPearl的愿景中,，這項技術最為明顯的目標應用是自主駕駛汽車，但是這項技術在HPC平臺上的作用主要體現在在實時數據流上降低數據負荷和執(zhí)行數據轉換,。
FPGA組件可以修復平臺bug,，或者在無需更換硬件的條件下及時適應不斷變化的標準。當然,，FPGA組件也可以用作平臺上的可重配置加速器,，用于處理專門的HPC工作負荷。
對于Arm設計,，EPI計劃的工程師們將集成基于可伸縮矢量擴展（SVE）技術的HPC級矢量處理功能,，SVE技術由富士通和Arm共同開發(fā)，用于日本RIKEN實驗室的Fugaku百億億級超級計算機系統(tǒng)中的“Post－K”ARM64FX處理器,。盡管Notton和Denis沒有明言,，但是我們認為他們可能會使用更新一代的SVE2技術。Arm公布了結合了事物級內存擴展（TME）功能的第二代矢量擴展技術,，它是專門面向HPC應用的附加功能,，可以用于提高并行軟件的性能和可擴展性。我們猜測,，EPI團隊將把TME技術和SVE技術綜合應用到其百億億級處理器中,。
EPI同時還在開發(fā)基于開源RISC－V架構的定制HPC加速器,。這個EPI加速器的另外一個名稱是EPAC，它將由多達8個矢量處理器組成,，這些處理器通過片上網絡共享L2緩存,。除了這個矢量處理器，EPI加速器還包含一個專門用于加速模板操作的單元,，以進一步提高計算機模擬性能,，以及其它依賴模板結構的代碼執(zhí)行效率。EPI還講開發(fā)一個基于RISC－V架構的AI加速器,，其中將包括一個專用的深度學習單元,，不過，這個EPAC不會成為HPC處理器平臺的一部分,。
針對HPC定制的EPI加速器將和Arm主處理器一起,，分布在不同的夾心。盡管目前還不清楚Arm內核和RISC－V加速器的精確比例,，但是據Notton估計,，SiPearl制造的第一代HPC處理器中將有80％的夾心面積用于Arm。
盡管在表面上看起來,，講一個已經包含了矢量加速單元的Arm主處理器和另外一個單獨的HPC加速器集成在一起似乎有些多余,，但是Denis表示，之所以在HPC器件上同時包含這兩者,，是為了給開發(fā)人員提供更大的靈活性,。開發(fā)人員既可以使用Arm中的通用SVE功能，以簡化系統(tǒng)開發(fā),，也可以使用更加定制化的HPC加速器來優(yōu)化執(zhí)行速度和提高能效,。當第一代百億億級超級計算機上市時，我們將看到這兩種加速器是如何在現實世界中各自發(fā)揮作用的,。
還有一個使事情變得更加有趣的地方,。根據Notton和Denis的說法，RISC－V將成為加速器和主處理器的首選架構,，事實上,，按照英特爾的Knights Landing Xeon Phi處理器的方式，完全可以在一個芯片架構上同時實現主處理器和加速器,。不過,，從這個角度上來看，似乎ARM更應該成為首選架構,，因為Arm的硬件技術和相關軟件生態(tài)系統(tǒng)已經非常成熟了,。
但是，正如之前所提到的,，Arm基本上不能再被看做是歐洲本土的架構技術了,。此外,，它還收取授權費和許可費，而開源的RISC－V是免費的,。不過,，使用RISC－V也存在一定的風險，特別是考慮到RISC這個架構現在的實現中幾乎都是針對嵌入式計算的,，而并非針對HPC計算,。嵌入式計算通常比HPC有著針對性更強的特殊需求。
展望未來,，EPI平臺上Arm和RISC－V的力量平衡將取決于多種因素,，包括市場對RISC－V的接受程度、RISC－V生態(tài)系統(tǒng)的增長速度,、RISC－V的許可政策有沒有變化,，以及ARM如何應對來自RISC－V的威脅。
“我們的長期目標是形成并使用充分歐洲化的IP,?！盌enis說。
歐盟需要做好長期競賽的準備,。如果其成員國選擇使用來自英特爾,、AMD、英偉達或者其它來自美國芯片制造商的芯片,，他們肯定會在2023年之前的一到兩年內建造出一個百億億級超級計算機系統(tǒng)來,。但是，歐洲大陸越來越渴望發(fā)展本土芯片產業(yè)和供應鏈,，并決心擺脫對美國IT技術的依賴,。
為了實現這一目標,，歐洲已經退出了超級計算機競賽,，實際上，這只是一個很小的代價,，果斷放棄競賽更加有助于本土處理器行業(yè)的發(fā)展,。歐洲希望，不僅能夠擁有和美國,、中國,、日本同等的超級計算能力，還可以更為自主地決定自己在更廣泛的IT領域的命運,。