採模組化與水冷設計，富士通整櫃式Arm架構超級電腦登臺

從2020年6月到2021年11月為止，由系統廠商富士通（Fujitsu）與日本理化學研究所（RIKEN）共同開發的富岳（Fugaku，先前稱為Post-K，意為超級電腦「京」的後繼），已經蟬聯4次全球500大超級電腦的冠軍，眾所皆知的是，這套系統是基於Arm架構的A64FX處理器而成，也讓世人見識到Arm不只適合低耗電的智慧型手機，以及嵌入式設備，也能在高效能運算領域大放異彩。

  

    

而受益於發展富岳超級電腦系統帶來的種種技術突破，在2019年11月，富士通發表Fujitsu Supercomputer PRIME HPC系列伺服器，當中包含整櫃型產品FX1000、機架型產品FX700，預計2020年3月開始出貨。1個月之後，富士通宣布超級電腦富岳出貨。

在產品採用案例上，富士通在該公司網站公布的三個導入單位，都是建置FX700，至於FX1000，除了上述名列500大超級電腦的富岳，臺灣，所使用的正是這款產品。

此外，今年4月6日，富士通發表運算服務Fujitsu Computing as a Service（CaaS），第一階段將推出Fujitsu Cloud Service HPC，亦即高效能運算雲，當中就採用了FX1000，透過雲端服務的租用形式，向一般企業與組織提供與富岳具備相同技術架構的超級電腦環境，開放日本公務機關與組織購買，之後幾個月內，將增添數位退火（Digital Annealer）雲、人工智慧雲等兩種服務，到了10月，開放以商業化方式販售，在這之後將逐漸在全球各地提供隨選即用的運算服務。

無論是富岳或FX1000、FX700，它們都採用了A64FX──是第一個實作Arm v8-A架構可擴展向量延伸指令集（SVE）的處理器，內建48顆運算核心與4顆輔助核心。

A64FX導入台積電7奈米製程，具有高效能、低耗電等特色之餘，也配備堆疊多個晶粒（3D堆疊）而成的高頻寬記憶體HBM2，記憶體存取頻寬可達1,024 GB/s，能處理半精度、乘法累加等影響深度學習處理性能的計算。

    

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就節點（A64FX CPU）的互連方式上，富岳與FX1000均使用了富士通發展的Tofu Interconnect D（TofuD）介面，

透過6維空間設計的環形網狀傳輸架構（6D Mesh，或稱為Torus Network）進行2顆處理器的連結，資料傳輸率可達到28.05 Gbps，連結頻寬為6.8 Gbps。

而在每座機櫃可容納的節點數量上，富岳與FX1000均為384臺（384顆A64FX、12TiB記憶體），總共可提供1.297 Petaflops的雙精度運算能力，若要擴充運算規模，最大可建置到1,024座機櫃，運算能力可達到1.328 Exaflops。

就每座機櫃內部組成的模組而言，這裡包含8個主要單元（Main Unit），而每個主要單元包含24個處理器記憶體單元（CPU Memory Unit，CMU），而每個CMU安裝2顆A64FX，因此，每座機櫃能搭配384顆A64FX。

 

值得注意的是，CMU導入水冷散熱設計，能降溫的部分不只是處理器A64FX，還包含光纖收發器、直流電壓轉換器，水冷板都會包覆這些部分。

而在主要單元內部，除了配置24個CMU，還搭配3臺開機硬碟、3顆服務處理器（系統監控）、6個PCIe介面擴充插槽，以及12臺電源供應器。

 

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