Bạn có tin siêu máy tính mạnh nhất thế giới chạy chip ARM?
Đầu năm 2020, Nhật Bản đã cho ra công bố một siêu máy tính mới của mình có tên là Fukagu, đặc điểm nổi bật của cỗ máy này rằng nó có tốc độ tính toán nhanh gấp gần 3 lần so với cỗ máy “đã từng” mạnh mẽ nhất thế giới là IBM Summit (148.5 petaFLOPS). Và còn đặc biệt hơn khi lõi xử lý của Fukagu là con chip Fujitsu A64FX trên nền tảng ARM được phát triển bởi công ty công nghệ nổi tiếng Fujitsu và Viện khoa học Riken do chính phủ Nhật bảo trợ có giá hơn 28 nghìn tỷ VNĐ.
Hiệu suất tính toán của cỗ máy khủng khiếp này đạt đến 415,53 petaflop (1 petaflop tương đương 10 triệu tỷ phép tính trên giây). Và để đạt được hiệu suất khủng khiếp này Fugaku đã sử dụng 7.630.848 SoC A64FX với mỗi SoC có 48 lõi xử lý. Để có sự tương quan, một chiếc PC cá nhân hiện nay trung bình đạt khoảng 150 GFLOPS (1 GFLOPS tương đương 1 tỷ phép tính trên giây) - vượt mặt chiếc siêu máy tính mạnh nhất năm cách đây 27 năm, Intel Paragon (143,4 GFLOPS). Điều này cho ta thấy hiệu suất xử lý của những chiếc máy tính sau 3 thập kỷ đã tiến xa đến mức nào.
Quay lại với Fukagu, công ty chủ quản đã tối ưu hoá rất tốt các lớp phần cứng xử lý, phương pháp lưu trữ và phần mềm. Phần cứng phải đủ nhỏ và đủ mạnh mẽ để có thể kết hợp với nhau trong một không gian giới hạn mà vẫn đạt được tốc độ xử lý cần thiết. Ngoài ra, dung lượng bộ nhớ cũng phải đủ lớn và đủ nhanh để cung cấp dữ liệu kịp thời cùng như phần mềm phải đủ khả năng mở rộng và lập trình để có thể tận dụng hết phần cứng.
Với khả năng xử lý tính toán kinh khủng như vậy, hiện nay Fukagu có tiềm năng lớn nhất có thể chống lại Covid-19 bằng cách nghiên cứu, chuẩn đoán và điều trị các phương pháp mới, mô phỏng các khả năng có thể xảy ra và cách khắc phục. Ngoài ra là vô số tiềm năng khác có thể ứng dụng vào chiếc “siêu máy tính” này như các vấn đề về năng lượng, phòng chống thiên tai và các hiểm hoạ thiên nhiên, giải quyết các vấn đề trong xã hội bằng cách mà con người không thể làm được, đó là mô phỏng và tính toán hướng giải quyết.
Điều thú vị cuối cùng mình muốn nhắc tới về chiếc siêu máy tính này là nó sử dụng các nhân xử lý trên nền tảng ARM, chứ không phải những con chip x86 của Intel hay AMD. Điều này là rất hợp lý vì con chip A64FX ở dạng SoC nên việc mở rộng phần cứng còn cách duy nhất là tăng số lượng SoC trong mỗi node.
Thông số kỹ thuật của con chip A64FX cũng ấn tượng không kém như công suất của mỗi con chip chỉ khoảng 5W nhưng trong đó có 48 lõi trên tiến trình 7nm FinFET xung nhịp cơ bản 2GHz và boost lên 2.2GHz , 32GB RAM HBM2. Với kích thước nhỏ và các phần cứng khác như RAM đều được đóng gói trong SoC duy nhất giúp tiết kiệm rất nhiều diện tích và điện năng tiêu thụ.
Bên trong SoC của A64FXCác bạn thử tưởng tượng với số lượng hơn 7 triệu con chip được trang bị trong Fukagu mà là những con chip X86 của Intel hay AMD thì sẽ tốn diện tích đến mức nào, chưa kể đến những con chip này còn sử dụng một hệ thống RAM gắn ngoài. Tổng năng lượng tiêu thụ từ đó sẽ tăng lên đột biến và bài toán cung cấp điện trở nên không dễ dàng như vi xử lý ARM.
Lâu nay, những con chip ARM chỉ thường được trang bị trên những thiết bị di động có sức mạnh không cao nên nhiều người có suy nghĩ rằng nó có vẻ “yếu” nhưng với những thứ Fukagu đã làm được thì nó đã chứng minh một điều hoàn toàn ngược lại.
Tương lai, những con chip ARM sẽ làm được nhiều việc hơn so với những gì chúng ta nghĩ về nó trước đây, và điển hình mới đây gã khổng lồ Apple cũng đã ra mắt những chiếc máy tính chạy con chip M1 trên kiến trúc ARM đầu tiên của mình và được cho là có hiệu năng vượt trội so những chiếc máy tính trước đây.
Chúng ta hoàn toàn có thể tin tưởng rằng một cuộc cách mạng về phần cứng sẽ xảy ra trong một khoảng thời gian ngắn sắp tới.Mình nghĩ việc có một con chip tích hợp tất cả mang lại lợi ích lớn, lâu dài cho tương lai.
