SPARC64 VIIIfx: 128-GFlops-CPU für japanischen Supercomputer

Bereits während der Hot Chips im vergangenen Jahr hatte Fujitsu erste Details zu dem unter dem Codenamen Venus entwickelten 8-Kern-Prozessor SPARC64 VIII verkündet, der mit 45-Nanometer-Fertigungstechnik auf 300-Millimeter-Wafern produziert werden soll. Demnach soll der Prozessor insgesamt 128 GFlops leisten, also ungefähr das 2,4-Fache der zurzeit leistungsfähigsten x86-CPU, Intels Core i7-965 mit 3,2 GHz (51,2 GFlops bei doppelter Genauigkeit, DP).

Nun hat Fujitsu – bisher leider nur in japanischer Sprache – ein PDF-Handbuch zu der speziellen SIMD-Befehlssatzerweiterung HPC-ACE des SPARC64 VIIIfx veröffentlicht. Diese Arithmetic Computational Extensions für das High Performance Computing stehen zusätzlich zu den SPARC-V9-Befehlen bereit. Das Blockschaltbild des Prozessors zeigt, dass sich die vier Kerne einen gemeinsamen L2-Cache teilen, der mit einem vierkanaligen Speichercontroller für DDR3-Speichermodule verbunden ist. Unklar bleibt, ob dieser für Registered DIMMs (wie AMD Opteron und die Nehalem-Xeons) oder Fully-Buffered-DIMMs (wie ältere Xeon-Systeme, der UltraSPARC T1/T2 oder auch der Sun Rock) ausgelegt ist.

Nach Berichten asiatischer Medien waren auf dem Fujitsu Forum 2009 auch Muster des SPARC64 VIIIfx zu sehen; hier betonte Fujitsu auch, dass die CPU ihre Rechenleistung bei deutlich geringerer Leistungsaufnahme als die aktuelle Intel-Prozessorengeneration erreicht.

Die hohe Effizienz ist ein wesentliches Kriterium für den Einsatz der kommenden SPARC64-Prozessoren im geplanten japanischen Supercomputer der nächsten Generation, dessen Installation im kommenden Jahr beginnen soll und der rund 10 Petaflops (PFlops) liefern soll. Für dieses Projekt namens Keisoku Keisan-ki (PDF-Datei), welches das japanische Forschungsinstitut Riken federführend betreut, ist ein hybrider Superrechner geplant, der aus einem massiv-parallelen (MPP-)System – mit einigen tausend der erwähnten SPARCs – und einem Vektorrechner besteht.

Den Vektorteil sollten ursprünglich NEC und Hitachi liefern, doch nun hat NEC den Ausstieg aus dem Projekt bekannt gegeben: Mit dem bereits erfolgten Abschluss der Projektions- und Entwicklungsphase werde man nun die "neue Vektor-Architektur und optische Verbindungstechnik" übergeben, aber die physischen Bauelemente nicht fertigen. Die Sparte NEC Electronics steckt in finanziellen Schwierigkeiten und soll bald mit Renesas verschmelzen. NEC hat nun entschieden, die erheblichen Investitionen nicht zu tätigen, die nötig gewesen wären, um den Vektorrechner auch fertigen zu können. Man will sich bei NEC in Zukunft eher auf Server für das Cloud-Computing konzentrieren.

Die Situation ist damit nun geradezu paradox, denn das japanische Projekt eines Next-Generation Supercomputer hatte ausdrücklich auch das Ziel, das entsprechende Know-how in Japan zu erhalten. Bis etwa 2017 ist ein weiterer Superrechner der übernächsten Generation geplant, der 1 Exaflops (1000 PFlops) erreichen soll – bei ebenfalls rund 10 Megawatt Leistungsaufnahme. Dazu wären also Prozessoren mit 100-fach höherer Effizienz nötig als für den 10-PFlops-Rechner.

Von 2002 bis 2004 führte der von NEC gebaute Earth Simulator die TOP500-Listen der weltweit schnellsten Supercomputer an; seither fällt die japanische Technik in dieser Disziplin kontinuierlich zurück. (ciw)