Un ecosistema más sólido para los superordenadores basados en ARM de Mont-Blanc
Los procesadores basados en ARM suponen una baza importante en los empeños de Europa por lograr la autosuficiencia en el sector de la HPC. Consciente de las posibilidades, la UE ha promovido la investigación a través de los proyectos Mont-Blanc, cuya primera edición permitió poner en marcha un prototipo de grandes dimensiones basado en ARM y dotado con más de un millar de SoC móviles. En MONT-BLANC 2, el equipo se centró fundamentalmente en mejorar el software. En primer lugar, se expandió y consolidó el ecosistema desarrollado dentro de Mont-Blanc. Todas las bibliotecas científicas y los sistemas de tiempo de ejecución se trasladaron a ARMv8 —la primera arquitectura ARM de 64 bits— y se desarrolló todo un ecosistema de herramientas de desarrollo con fines de depuración (debugging), análisis y predicción del rendimiento y optimización automática de núcleos (kernel). Se mejoraron las técnicas de resiliencia y tolerancia a los fallos en la tecnología de consumo del sistema; se estudiaron nuevas arquitecturas; se examinaron oportunidades comerciales en cuanto a plataformas que adquirir; y la arquitectura de computación de Mont-Blanc se puso a disposición de la comunidad científica. Por último, los prototipos del proyecto se entregaron a un grupo de usuarios de la industria, lo que supuso una medida clave de cara al aprovechamiento comercial en el futuro. «El uso de la propiedad intelectual (PI) del ARM se considera de forma muy positiva, no sólo por parte de la Comisión Europea, sino también de muchas organizaciones destacadas de la comunidad dedicada a la HPC en Europa», aseguró Filippo Mantovani, investigador del Centro Nacional de Supercomputación de Barcelona y coordinador técnico de MONT-BLANC 2. «Mientras que las plataformas de computación modernas presentan importantes restricciones energéticas, el mercado establecido es muy sensible al consumo de energía, y el liderazgo de ARM en este sector puede ayudarnos a mejorar el consumo energético de la próxima generación de sistemas HPC. Además, el modelo de negocio de ARM, basado en otorgar licencias de uso de la PI para generar soluciones orientadas al cliente en sectores comerciales concretos, nos brinda más flexibilidad que el sistema "monolítico" de desarrollo e implantación que es típico en la HPC», añadió. Aparte del ecosistema de herramientas (que respalda tanto las plataformas basadas en ARM como los modelos de programación basados en tareas OpenMP/OmpSs) y de la mayor resiliencia mencionada anteriormente, el proyecto ofrece una programación de procesos con conciencia energética en virtud de tres algoritmos especializados, así como el despliegue de cinco mini-clústeres, es decir, conjuntos de plataformas ensambladas con kits de desarrollo que se encuentran a la venta, y no prototipos integrados a la medida del usuario. De la fase de prototipo al mercado Finalizado MONT-BLANC 2, el consorcio ha puesto ya en marcha MONT-BLANC 3, cuyo cometido es «realizar una convergencia de las dos fases anteriores de Mont-Blanc aplicando un enfoque integrador para avanzar hacia la nueva generación de sistemas HPC». Se ha confirmado que el prototipo Mont-Blanc 3 contará con CPU ThunderX2 ARM de Cavium, mientras que sus nodos de computación se basarán en la plataforma Bull Sequana de Atos para HPC, sacando partido a la infraestructura de Bull Sequana para la gestión de clústeres, red, suministro de energía y refrigeración. «Bull, que ahora es parte de Atos Group, es uno de los socios históricos del consorcio. Desde el comienzo, Bull desarrolló el sistema prototipo siguiendo los mismos procesos que suelen seguirse para los sistemas comerciales de Bull, con el objetivo de diseñar un sistema que se pueda fabricar a escala industrial», explicó Mantovani. Desde los inicios del proyecto, se hizo todo lo posible por aumentar el atractivo para la industria y ampliar la aceptación de la arquitectura ARM en la comunidad de HPC. En enero, MONT-BLANC 2 tocó a su fin con un seminario titulado «ARM: on the road to HPC» al que acudió un público de 120 personas aproximadamente. Concretamente, la GW4 Alliance presentó a este público Isambard, un sistema de HPC basado en las mismas CPU que el prototipo Mont-Blanc 3, cuyo desarrollo corre a cargo de la Universidad de Bristol, también socio de MONT-BLANC 2. Cabe preguntarse si esta frenética labor puede propiciar que ARM llegue a dominar el sector de la HPC. «La comunidad dedicada a la HPC suele ser conservadora ante las tecnologías nuevas como ARM o los modelos de programación propuestos por el proyecto. Sin embargo, la presencia cada vez más extendida de ARM en este sector y en acontecimientos de HPC nos anima a seguir trabajando con denuedo para lograr la aplicación de esta tecnología en la HPC», concluyó Mantovani.
Palabras clave
MONT-BLANC 2, HPC, ARM, procesador, superordenador, algoritmo, prototipo, programación
