trudyniisiТруды НИИСИSRISA Proceedings2225-73493033-6422НИЦ «КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ» - НИИСИtrudyniisi-109Research ArticleВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯHIGH-PERFORMANCE COMPUTINGСовременные и перспективные процессоры для высокопроизводительных вычисленийReview Of Modern And Upcoming Processors For High-Performance ComputingШмелёвА. С.ShmelevA. S.

Москва

guest8993@rambler.ruМСЦ РАН – филиал ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, НИЦ «Курчатовский институт»Россия2024091220251448491Copyright © Шмелёв А.С., 20252025Шмелёв А.С.Shmelev A.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.t-niisi.ru/jour/article/view/109

В наши дни уже невозможно представить развитие науки и техники без компьютерного моделирования, проводимого на высокопроизводительных вычислительных машинах. В данной работе проводится обзор современных процессоров различных архитектур для вычислительных центров, приведены их показатели производительности, а также приведены анонсы перспективных моделей процессоров и показаны тенденции в данной области.

Nowadays, it is impossible to imagine the progress in science and technology without computer modeling on high-performance computing machines. This paper provides an overview of modern processors of various architectures for HPC.

высокопроизводительные вычисленияцентральный процессорускорители вычисленийсуперЭВМTOP500x86POWERARMуправление потоком данныхВППHigh performance computing (HPC)Central processing unit (CPU)Accelerated Processing Unit (APU)supercomputerTOP500x86. POWERARMdataflowvector dataflow processorРабота была выполнена в рамках государственного задания по теме FNEF-2024-0016.Referenceshttps://www.amd.com/content/dam/amd/en/documents/epyc-business-docs/product-briefs/3dvcache.pdf (дата обращения 06.11.2024).https://www.amd.com/content/dam/amd/en/documents/epyc-business-docs/product-briefs/3dvcache.pdf (дата обращения 06.11.2024).https://top500.org/system/180047/(дата обращения 06.11.2024).https://top500.org/system/180047/(дата обращения 06.11.2024).Пресс-релиз https://www.amd.com/en/newsroom/press-releases/2023-9-18-amd-completes-4thgen-epyc-family-with-the-amd-epy.html(дата обращения 06.11.2024).Пресс-релиз https://www.amd.com/en/newsroom/press-releases/2023-9-18-amd-completes-4thgen-epyc-family-with-the-amd-epy.html(дата обращения 06.11.2024).https://www.amd.com/en/products/processors/server/epyc/4th-generation-9004-and-8004-series/amd-epyc-9684x.html (дата обращения 06.11.2024).https://www.amd.com/en/products/processors/server/epyc/4th-generation-9004-and-8004-series/amd-epyc-9684x.html (дата обращения 06.11.2024).AMD EPYC™ 9004 Series Architecture Overview June, 2023 https://www.amd.com/content/dam/amd/en/documents/epyc-technical-docs/white-papers/58015-epyc-9004-tg-architectureoverview.pdf (дата обращения06.11.2024).AMD EPYC™ 9004 Series Architecture Overview June, 2023 https://www.amd.com/content/dam/amd/en/documents/epyc-technical-docs/white-papers/58015-epyc-9004-tg-architectureoverview.pdf (дата обращения06.11.2024).AMD announces 3nm EPYC Turin with 192 cores and 384 threads — 5.4X faster than Intel Xeon in AI work, launches second half of 2024 News By Paul Alcorn published June 3, 2024 https://www.tomshardware.com/pc-components/cpus/amd-announces-3nm-epyc-turin-launchingwith-192-cores-and-384-threads-in-second-half-of-2024-54x-faster-than-intel-xeon-in-ai-workload (дата обращения 06.11.2024).AMD announces 3nm EPYC Turin with 192 cores and 384 threads — 5.4X faster than Intel Xeon in AI work, launches second half of 2024 News By Paul Alcorn published June 3, 2024 https://www.tomshardware.com/pc-components/cpus/amd-announces-3nm-epyc-turin-launchingwith-192-cores-and-384-threads-in-second-half-of-2024-54x-faster-than-intel-xeon-in-ai-workload (дата обращения 06.11.2024).AMD FAD 2022 AMD CPU Core Roadmap To Zen 5 https://www.servethehome.com/amd-technology-roadmap-from-amd-financial-analyst-day-2022/amd-fad-2022-amd-cpu-core-roadmap-tozen-5/(датаобращения 06.11.2024).AMD FAD 2022 AMD CPU Core Roadmap To Zen 5 https://www.servethehome.com/amd-technology-roadmap-from-amd-financial-analyst-day-2022/amd-fad-2022-amd-cpu-core-roadmap-tozen-5/(датаобращения 06.11.2024).https://3dnews.ru/1105849/amd-podelilas-nekotorimi-podrobnostyami-o-servernih-protsessorahturin-i-turin-dense-s-arhitekturami-zen-5-i-zen-5c (дата обращения 06.11.2024).https://3dnews.ru/1105849/amd-podelilas-nekotorimi-podrobnostyami-o-servernih-protsessorahturin-i-turin-dense-s-arhitekturami-zen-5-i-zen-5c (дата обращения 06.11.2024).https://www.tomshardware.com/pc-components/cpus/amd-announces-3nm-epyc-turin-launchingwith-192-cores-and-384-threads-in-second-half-of-2024-54x-faster-than-intel-xeon-in-ai-workload (дата обращения 06.11.2024).https://www.tomshardware.com/pc-components/cpus/amd-announces-3nm-epyc-turin-launchingwith-192-cores-and-384-threads-in-second-half-of-2024-54x-faster-than-intel-xeon-in-ai-workload (дата обращения 06.11.2024).https://www.phoronix.com/review/amd-zen5-ryzen-9000 (дата обращения 06.11.2024).https://www.phoronix.com/review/amd-zen5-ryzen-9000 (дата обращения 06.11.2024).Zen 5’s 2-Ahead Branch Predictor Unit: How a 30 Year Old Idea Allows for New Tricks July 26, 2024 Cheese, Camachohttps://chipsandcheese.com/2024/07/26/zen-5s-2-ahead-branch-predictorunit-how-30-year-old-idea-allows-for-new-tricks/ (дата обращения 06.11.2024).Zen 5’s 2-Ahead Branch Predictor Unit: How a 30 Year Old Idea Allows for New Tricks July 26, 2024 Cheese, Camachohttps://chipsandcheese.com/2024/07/26/zen-5s-2-ahead-branch-predictorunit-how-30-year-old-idea-allows-for-new-tricks/ (дата обращения 06.11.2024).https://chipsandcheese.com/2024/07/15/a-video-interview-with-mike-clark-chief-architect-of-zenat-amd/ (дата обращения 06.11.2024).https://chipsandcheese.com/2024/07/15/a-video-interview-with-mike-clark-chief-architect-of-zenat-amd/ (дата обращения 06.11.2024).Дикарев Н.И., Шабанов Б.М. Выбор процессора для СуперЭВМ и развитие межведомственного суперкомпьютерного центра РАН // Многопроцессорные вычислительные и управляющие системы – 2007. Материалы Международной научно-технической конференции. Т.1. – Таганрог: изд-во ТТИ ЮФУ, 2007.Дикарев Н.И., Шабанов Б.М. Выбор процессора для СуперЭВМ и развитие межведомственного суперкомпьютерного центра РАН // Многопроцессорные вычислительные и управляющие системы – 2007. Материалы Международной научно-технической конференции. Т.1. – Таганрог: изд-во ТТИ ЮФУ, 2007.https://www.anandtech.com/show/17259/intel-discloses-multigeneration-xeon-scalable-roadmapnew-ecore-only-xeons-in-2024 (дата обращения 06.11.2024).https://www.anandtech.com/show/17259/intel-discloses-multigeneration-xeon-scalable-roadmapnew-ecore-only-xeons-in-2024 (дата обращения 06.11.2024).https://ark.intel.com/content/www/us/en/ark/products/237252/intel-xeon-platinum-8593q-processor-320m-cache-2-2-ghz.html.https://ark.intel.com/content/www/us/en/ark/products/237252/intel-xeon-platinum-8593q-processor-320m-cache-2-2-ghz.html.https://www.nextplatform.com/2023/09/22/intel-gets-its-chiplets-in-order-with-5th-gen-xeonsps/(дата обращения 06.11.2024).https://www.nextplatform.com/2023/09/22/intel-gets-its-chiplets-in-order-with-5th-gen-xeonsps/(дата обращения 06.11.2024).https://top500.org/system/180183/ (дата обращения 06.11.2024).https://top500.org/system/180183/ (дата обращения 06.11.2024).https://www.hardwareluxx.ru/index.php/news/hardware/prozessoren/55643-intel-xeon-6-144-effektivnykh-yadra-na-starte.html (дата обращения 06.11.2024).https://www.hardwareluxx.ru/index.php/news/hardware/prozessoren/55643-intel-xeon-6-144-effektivnykh-yadra-na-starte.html (дата обращения 06.11.2024).https://www.servethehome.com/what-is-a-mcr-dimm-or-multiplexer-combined-ranks-dimm-skhynix-micron-samsung-intel-amd-nvidia/ (дата обращения 06.11.2024).https://www.servethehome.com/what-is-a-mcr-dimm-or-multiplexer-combined-ranks-dimm-skhynix-micron-samsung-intel-amd-nvidia/ (дата обращения 06.11.2024).https://www.tomshardware.com/news/amd-advocates-ddr5-mrdimms-with-speeds-up-to-17600-mts(дата обращения 06.11.2024).https://www.tomshardware.com/news/amd-advocates-ddr5-mrdimms-with-speeds-up-to-17600-mts(дата обращения 06.11.2024).https://www.micron.com/content/dam/micron/global/public/documents/products/productflyer/mrdimm_product_brief.pdf (дата обращения 06.11.2024).https://www.micron.com/content/dam/micron/global/public/documents/products/productflyer/mrdimm_product_brief.pdf (дата обращения 06.11.2024).https://www.micron.com/products/memory/dram-modules/mrdimm#accordion-9331643c5c-itemafcfffb36e (дата обращения 06.11.2024).https://www.micron.com/products/memory/dram-modules/mrdimm#accordion-9331643c5c-itemafcfffb36e (дата обращения 06.11.2024).https://top500.org/system/179397/ (дата обращения 06.11.2024).https://top500.org/system/179397/ (дата обращения 06.11.2024).https://www.hardwareluxx.de/index.php/news/hardware/prozessoren/53864-ibm-power10-bietet-30-kerne-mit-smt8-pcie-5-0-und-ddr5.html (дата обращения 06.11.2024).https://www.hardwareluxx.de/index.php/news/hardware/prozessoren/53864-ibm-power10-bietet-30-kerne-mit-smt8-pcie-5-0-und-ddr5.html (дата обращения 06.11.2024).https://www.servethehome.com/ibm-power10-searching-for-the-holy-grail-of-compute/ (дата обращения 06.11.2024).https://www.servethehome.com/ibm-power10-searching-for-the-holy-grail-of-compute/ (дата обращения 06.11.2024).https://www.anandtech.com/show/16656/ibm-creates-first-2nm-chip (дата обращения 06.11.2024).https://www.anandtech.com/show/16656/ibm-creates-first-2nm-chip (дата обращения 06.11.2024).https://top500.org/system/179807/ (дата обращения 06.11.2024).https://top500.org/system/179807/ (дата обращения 06.11.2024).https://www.fujitsu.com/downloads/JP/jsuper/a64fx/a64fx_datasheet.pdf (дата обращения 06.11.2024).https://www.fujitsu.com/downloads/JP/jsuper/a64fx/a64fx_datasheet.pdf (дата обращения 06.11.2024).https://www.anandtech.com/show/15621/marvell-announces-thunderx3-96-cores-384-thread-3rdgen-arm-server-processor (дата обращения 06.11.2024).https://www.anandtech.com/show/15621/marvell-announces-thunderx3-96-cores-384-thread-3rdgen-arm-server-processor (дата обращения 06.11.2024).Презентация Next Arm Processor FUJITSU-MONAKA and Its Technologies, Fujitsu 2024, https://www.fujitsu.com/global/imagesgig5/FUJITSU-MONAKA.pdf.Презентация Next Arm Processor FUJITSU-MONAKA and Its Technologies, Fujitsu 2024, https://www.fujitsu.com/global/imagesgig5/FUJITSU-MONAKA.pdf.https://developer.nvidia.com/blog/nvidia-grace-cpu-superchip-architecture-in-depth/ (дата обращения 06.11.2024).https://developer.nvidia.com/blog/nvidia-grace-cpu-superchip-architecture-in-depth/ (дата обращения 06.11.2024).Шмелёв А.С. Тенденции в графических ускорителях для высокопроизводительных вычислений // Труды научно-исследовательского института системных исследований Российской академии наук. 2023. Т. 13. № 4. С. 117-122.Шмелёв А.С. Тенденции в графических ускорителях для высокопроизводительных вычислений // Труды научно-исследовательского института системных исследований Российской академии наук. 2023. Т. 13. № 4. С. 117-122.https://www.fz-juelich.de/en/ias/jsc/jupiter (датаобращения06.11.2024).https://www.fz-juelich.de/en/ias/jsc/jupiter (датаобращения06.11.2024).Дикарев Н.И., Шабанов Б.М., Шмелёв А.С. Моделирование параллельной работы ядер векторного потокового процессора с общей памятью // Программные системы: теория и приложения. 2018. Т. 9. № 1 (36). С. 37-52.Дикарев Н.И., Шабанов Б.М., Шмелёв А.С. Моделирование параллельной работы ядер векторного потокового процессора с общей памятью // Программные системы: теория и приложения. 2018. Т. 9. № 1 (36). С. 37-52.Дикарев Н.И., Шабанов Б.М., Шмелёв А.С. Недостаточная пропускная способность памяти на программе Stencil: преимущество векторного потокового процессора // Программные системы: теория и приложения. 2018. Т. 9. № 4 (39). С. 399-415.Дикарев Н.И., Шабанов Б.М., Шмелёв А.С. Недостаточная пропускная способность памяти на программе Stencil: преимущество векторного потокового процессора // Программные системы: теория и приложения. 2018. Т. 9. № 4 (39). С. 399-415.Дикарев Н.И., Шабанов Б.М., Шмелёв А.С. Мелкоструктурный параллелизм и более высокая производительность процессорного ядра: преимущества векторного потокового процессора // Программные системы: теория и приложения. 2019. Т. 10. № 4 (43). С. 201-217.Дикарев Н.И., Шабанов Б.М., Шмелёв А.С. Мелкоструктурный параллелизм и более высокая производительность процессорного ядра: преимущества векторного потокового процессора // Программные системы: теория и приложения. 2019. Т. 10. № 4 (43). С. 201-217.Дикарев Н.И., Шабанов Б.М., Шмелёв А.С. Быстрые алгоритмы сортировки для векторного потокового процессора // В сборнике: Суперкомпьютерные технологии (СКТ-2018). Материалы 5-й Всероссийской научно-технической конференции. 2018. С. 87-91.Дикарев Н.И., Шабанов Б.М., Шмелёв А.С. Быстрые алгоритмы сортировки для векторного потокового процессора // В сборнике: Суперкомпьютерные технологии (СКТ-2018). Материалы 5-й Всероссийской научно-технической конференции. 2018. С. 87-91.Дикарев Н.И., Шабанов Б.М., Шмелёв А.С. Преимущества и недостатки использования метода векторов указателей в векторном потоковом процессоре // Программные системы: теория и приложения. 2021. Т. 12. № 4 (51). С. 65-83.Дикарев Н.И., Шабанов Б.М., Шмелёв А.С. Преимущества и недостатки использования метода векторов указателей в векторном потоковом процессоре // Программные системы: теория и приложения. 2021. Т. 12. № 4 (51). С. 65-83.https://www.tomshardware.com/news/industry-expert-chinas-supercomputer-might-may-be-unmatched.https://www.tomshardware.com/news/industry-expert-chinas-supercomputer-might-may-be-unmatched.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.