为什么有些超级计算机使用 ARM 处理器？

Question 1

因为 ARM 比 x86 具有更高的能效，并且产生的热量更少，每个核心所需的空间也更小。

它们在计算能力上没有真正的区别（它们都是图灵完备指令集），唯一的区别在于需要多少条指令（以及理论上这些指令的运行速度）。但是，即使 x86（有时）可以用更少的指令计算相同的内容，但在处理超级计算机的典型工作负载时，这并不重要。对于这样的事情，并行化是你的关键指标（或者，超级计算机工作负载的扩展比扩展要好得多），而不是每个单独的执行线程的运行速度。对于这种类型的工作负载，如果你可以在 1.8GHz 上拥有 400 万个执行线程，或者在 2.5GHz 上拥有 200 万个执行线程，并且功耗相同，那么你可以选择更高的线程数，因为它可以更好地运行所需的工作负载。

实际上，您可以从 Top500 榜单上的很多内容中看到这一点，它们使用的 CPU 几乎总是时钟频率低于桌面系统的 CPU，但执行线程却呈指数级增长。许多系统还利用 GPU 来完成大部分实际处理，这在并行处理方面甚至比 CPU 做得更好。

在 RIKEN 的 Fugaku 的具体案例中，这一点被发挥到了极致。由于 ARM 在功耗、空间和散热方面的重量都很轻，它不仅完全击败了 Top500 榜单上的竞争对手（它的处理能力实际上是榜单上排名第二的两倍多），而且占用的空间更小，每单位处理能力消耗的能量也少得多，尽管它的成本也比榜单上的其他大多数产品高得多。

Answer

因为 ARM 比 x86 具有更高的能效，并且产生的热量更少，每个核心所需的空间也更小。

它们在计算能力上没有真正的区别（它们都是图灵完备指令集），唯一的区别在于需要多少条指令（以及理论上这些指令的运行速度）。但是，即使 x86（有时）可以用更少的指令计算相同的内容，但在处理超级计算机的典型工作负载时，这并不重要。对于这样的事情，并行化是你的关键指标（或者，超级计算机工作负载的扩展比扩展要好得多），而不是每个单独的执行线程的运行速度。对于这种类型的工作负载，如果你可以在 1.8GHz 上拥有 400 万个执行线程，或者在 2.5GHz 上拥有 200 万个执行线程，并且功耗相同，那么你可以选择更高的线程数，因为它可以更好地运行所需的工作负载。

实际上，您可以从 Top500 榜单上的很多内容中看到这一点，它们使用的 CPU 几乎总是时钟频率低于桌面系统的 CPU，但执行线程却呈指数级增长。许多系统还利用 GPU 来完成大部分实际处理，这在并行处理方面甚至比 CPU 做得更好。

在 RIKEN 的 Fugaku 的具体案例中，这一点被发挥到了极致。由于 ARM 在功耗、空间和散热方面的重量都很轻，它不仅完全击败了 Top500 榜单上的竞争对手（它的处理能力实际上是榜单上排名第二的两倍多），而且占用的空间更小，每单位处理能力消耗的能量也少得多，尽管它的成本也比榜单上的其他大多数产品高得多。

Question 2

ARM 在超级计算机技术方面取得了巨大进步。

目前世界上最快的计算机是日本的富岳计算机，目前排名第一TOP500榜单. 它也位居绿色500榜单每个处理器的功耗最低。

这是因为得益于 ARM 技术，富岳主板上没有加速器、网卡或主内存。所有东西都被吸入处理器封装中，从而实现了极低的功耗。

此外，ARM 还开发了可伸缩矢量扩展 (SVE) 这使得高级矢量化编译器能够从现有代码中提取更细粒度的并行性并减少软件部署工作量。ARM 已为 Linux 提供了这些编译器。

ARM 还能保持领先地位多久仍不得而知，因为其他车队都在努力超越它。

更多信息请参阅：

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