一年一度的國際超級計算大會（SupercomputingConference，以下簡稱SC）上，每次都有一個非官方的主題出現。過去兩年的焦點是機器學習（Machine learning）和深度學習（Deep learning），而在之前則是大規模數據密集計算，以及利用云重塑超級計算未來發展方向的潛力。

所有這些主題都有一個共同點，那就是：它們的重點都不是CPU處理器。實際上，它們都是圍繞X86架構下的CPU性能提升或生態系統發展的相關話題。回想一下，近年來我們最后一次看到硬件設備成為大會的核心主題，還是在第一批大規模GPU超級計算機進入500強榜單時，然而它們只是加速器而不是設備的核心。

在今年的SC17上，核心處理器再次成為了非官方主題?；?a target="_blank">ARM架構的硬件和軟件生態系統進行了廣泛的演示，Cray等超級計算公司還展示了全面的系統集成效果，很多基準測試的結果足以與英特爾的最先進產品相抗衡。

基于ARM處理器的“Isambard”超級計算機將包含10,000個內核（采用Cavium的ThunderX2 ARM處理器），將于明年在英國布里斯托大學面世，負責開發該超級計算機的團隊一直致力于基于ARM的HPC系統的研究和開發工作。我們現在看到，在基于大量開發工作鋪墊的ARM系統中，最著名的當屬巴塞羅那超級計算中心的Mont Blanc（幾年前開始采用雙Cortex-A15 ARM，現在基于Cavium ThunderX2 ARM處理器）。

McIntosh-Smith和他的團隊日前公布了一些很有意義的基準測試結果。這次基準測試采用了Cray 8節點設備集群和32核ThunderX2 ARM處理器，并與英特爾Skylake和Broadwell解決方案進行了對比。下面列出了在多種HPC應用中進行對比的基準 -

McIntosh-Smith表示，總體而言，以內存帶寬密集型的任何應用都能夠在ThunderX2上很好地運行，性能顯著優于 Skylake。然而對于偏向浮點密集型的應用來說，因為Skylake使用了更寬的向量運算器所以會更勝一籌，但是ThunderX2 能與Broadwell平臺旗鼓相當。如果繼續增加高帶寬內存，測試結果會怎么樣？這將會非常有趣。

基準測試結果請參見下圖：

內存帶寬密集型的優勢在OpenFOAM上的HPC應用中體現得最為明顯——OpenFOAM是一種開源CFD應用，通常更多地用于商業和科研領域的高性能計算。上圖的基準測試報告顯示，ThunderX2的OpenFOAM測試結果要好于Skylake 和 Broadwell 。

天氣和氣候模擬代碼也顯示內存帶寬密集型應用的性能會有同樣的提高。上圖顯示了在ThunderX2上測試英國氣象局（Met Office）的生產代碼的情況——Nemo是一種海洋模擬代碼。

“初步的結果顯示，對于GROMACS、CP2K和VASP等計算密集型的應用，不同處理器之間的性能差距很小。而內存帶寬密集型的應用則可以顯著看出不同處理器之間的差異。這是因為，盡管這些代碼可受益于X86處理器的更廣泛向量單位，但ThunderX2可以借助更多內核和更高的時鐘速度來進行補償，“McIntosh-Smith說。

隨著高端Cray XC50系統的面世，我們將在下一屆超級計算大會上看到基于ARM處理器的實際生產環境中的超級計算機的更多測試結果。

Isambard項目架構請參見下圖：

直到今天，很多HPC ARM觀察家都知道Isambard是Cray的機型；但如果他們知道這家超級計算機生產商選擇了一條更加艱難的道路，將ThunderX2 ARM處理器與業內著名的Aries互聯芯片相集成，并可以運行全套Cray軟件的話，很多人肯定會大吃一驚。相比較而言，如果把ThunderX2添加到CS Storm系列，而不是基于Aries的產品系列中，對Cray來說將簡單得多。但在McIntosh-Smith看來，這恰恰彰顯了Cray將ARM廣泛用于HPC領域的堅定決心。

McIntosh-Smith認為，將來不同的ARM選項可能會采用同一種專用的部署方法?！皩恚贏RM的HPC將增強向量功能，達到與其他CPU廠商不相上下的水平。下一代ARM產品將具有和任何其他廠商產品相當的向量寬度?！?/p>

有趣的一點是這些結果基于單純優化內核數量和基本條件后的編譯結果，只進行了幾個小時的微調。McIntosh-Smith表示，這些今天實現的突飛猛進，實際上是多年來在基于ARM的HPC系統上堅持不懈的努力結果。在硬件就緒后，ARM在HPC應用中所需的軟件也會更快到位，隨著面向超級計算機的ARM處理器的正式上市，整個行業將迎來架構改造的新紀元，ARM架構將在HPC領域揭開廣泛處理器選擇的新篇章。