次世代の世界最高速スパコンに採用されるAMDのCPU／GPUと「Infinityアーキテクチャ」

“エクサスケール”スパコン／HPCを支えるAMD、ウェビナーで強みを語る

CPU＋GPUコンピューティングと「AMD Infinityアーキテクチャ」の強み

　ペーパーマスター氏が、HPC領域における技術的な強みとして挙げるのが「AMD Infinityアーキテクチャー」である。これはAMDがデータセンター向け（サーバー向け）アーキテクチャとして採用しているもので、スケーラブルなインターコネクト技術「Infinityファブリック」を中核に据えて、高い効率性／パフォーマンス／スループット／セキュリティを実現する。コアそのものの性能向上と高集積化だけでなく、広帯域のメモリバンド幅やPCIe 4.0 I/Oを備えることも特徴だ。

　「たとえば第2世代のEPYCプロセッサーでは、インフィニティアーキテクチャにより、コアの追加でパフォーマンスをほぼリニアにスケールさせることができる。それだけでなく、（広帯域なメモリとI/Oにより、システム全体で）バランスのとれたコンピューターが実現する」（ペーパーマスター氏）

「AMD Infinityアーキテクチャ」の概要（AMDサイトより）

　さらに、このInfinityアーキテクチャをGPUの「Radeon Instinct」にも展開することで、GPUコンピューティングやヘテロジニアスコンピューティング（異種コンピューティング、CPUコンピューティング＋GPUコンピューティングの混在環境）もスケーラブルにしており、これが第2の強みだとペーパーマスター氏は説明する。冒頭で触れたFrontier、El Capitanは、こうしたヘテロジニアスコンピューティングにおけるAMDの強みが発揮されている例だとした。

　「最高性能を要求するワークロードに対して、AMDではシステムレベルでのアーキテクトを行っている。CPU-CPU間、GPU-GPU間、GPU-CPU間の広帯域な接続を、同じInfinityアーキテクチャ（Infinityファブリック）により実現した。バランスが良く、なおかつパフォーマンスがスケールするコンピューターを実現するために、システムレベルでのハードウェア設計が必要だった」（ペーパーマスター氏）

　特に近年、CPU性能向上ペース（いわゆる“ムーアの法則”）の減速が明らかななかで、得られる価値を向上させていくためには、ヘテロジニアスなプラットフォームへの注力は必須だとペーパーマスター氏は強調する。

　もうひとつ、「オープンなプラットフォーム」であることも重要だという。具体的には、顧客の望むオープンソースソフトウェア（OSS）環境でうまく動作するようハードウェア設計を行うことだ。たとえば、OSSのコンパイラ基盤「LLVM」で利用できるCPU／GPU向けコンパイラライブラリをGitHubで公開し、“ロックイン”なしで誰もがアプリケーションパフォーマンスを最適化できる環境を提供していると説明した。HPC向けのOSS環境「ROCm」も提供している。

　「こうした取り組みは、HCP顧客とのコラボレーションによって進められてきた。HPC顧客は最高レベルのパフォーマンスと同時に、オープンな環境を求めている。ゆえに、AMDではそれにコミットしている」（ペーパーマスター氏）

「シリコン（CPU／GPU）」の技術改良だけでなく、インターコネクトなどの「システム」、さらに「ソフトウェア」面からの改良も進め、総体としてバランスの取れたハイパフォーマンスを目指す