ARM為推動旗下64位v8架構(gòu)進(jìn)軍高性能計(jì)算而新開發(fā)了向量指令集。其中富士通也參與了該項(xiàng)開發(fā)工作，這也是繼K計(jì)算機(jī)后的又一力作。K計(jì)算機(jī)是日本理研研究所基于Sparc的系統(tǒng)，2010年的運(yùn)算速度達(dá)每秒8千萬億次，當(dāng)時(shí)曾是世界上最強(qiáng)大的計(jì)算系統(tǒng)。

　　ARM此舉標(biāo)志著ARM處理器內(nèi)核首次進(jìn)軍超級計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。目前涉足該領(lǐng)域的產(chǎn)品還比較匱乏，而英特爾的x86目前占據(jù)主導(dǎo)地位。ARM希望成為繼英特爾之后的另一家主導(dǎo)廠商，以逐漸取代來自IBM和Cray生產(chǎn)的處理器。

　　另外，ARM的強(qiáng)大之處在于其功率效率與x86相比有著更多潛力。超級計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)人員在打造超規(guī)模系統(tǒng)時(shí)往往為所需的巨大功率為難，現(xiàn)在ARM所提供優(yōu)越的功率效率可為超級計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)人員提供幫助。

　　ARM目前支持的Neon SIMD指令僅限于128位運(yùn)算，側(cè)重于客戶端系統(tǒng)中的圖像和視頻應(yīng)用。該指令集合的可縮放矢量擴(kuò)展 (SVE) 支持128位至2048位的運(yùn)算，每級增量為128位。此外，用戶所寫的向量代碼也可在任何大小的矢量上運(yùn)行，無需重新編譯，這點(diǎn)據(jù)稱是其他任何系統(tǒng)都無法做到的。

　　SVE作為一套新的指令集，主要針對科學(xué)計(jì)算等工作負(fù)載，并非基于DSP媒體加速。富士通表示，希望能在2020年的后K(post-K)計(jì)算機(jī)里使用這些指令，令其容量和效率達(dá)到以前系統(tǒng)的50倍。

　　SVE的架構(gòu)為加載/存儲型，用了最多32個(gè)向量寄存器和16個(gè)斷言寄存器，另附控制寄存器和First-fault寄存器。在管理各種控制回路所做決定的時(shí)候，ARM在編程空間里為SVE未來的擴(kuò)展留有更多余地。

　　據(jù)悉，ARM現(xiàn)正在與一批合作伙伴合作開發(fā)SVE相關(guān)規(guī)范，規(guī)范預(yù)計(jì)明年年初就緒。ARM亦著手開源這些擴(kuò)展的Linux版本。

　　在不同長度向量情況下，ARM的SVE展現(xiàn)了重大的規(guī)模性優(yōu)勢。圖中結(jié)果是基于編譯后的代碼在不同長度向量下模擬得到的。

　　所有ARM的64位許可證購買者都可以獲取SVE技術(shù)。ARM首席設(shè)計(jì)師Nigel Stephens在一次活動上表示，ARM的幾個(gè)合作伙伴參與了開發(fā)SVE的工作，但ARM不想公布這些名字。

　　對于富士通而言，與ARM合作是為了在ARM挺進(jìn)高性能系統(tǒng)的啟始階段與其建立起伙伴關(guān)系。

　　富士通后K計(jì)算機(jī)的首席設(shè)計(jì)師俊男吉田表示，“后K計(jì)算機(jī)的目標(biāo)是在2020年達(dá)到Exaflop的性能級別，而Sparc仍是富士通企業(yè)服務(wù)器的首選技術(shù)，但富士通認(rèn)為基于ARM芯片的新型科學(xué)技術(shù)系統(tǒng)的商機(jī)是存在的?！?/p>

　　吉田表示，富士通系統(tǒng)將使用512位的SIMD矢量單元，其I/O會使用到旗下的Tofu互連的一個(gè)版本和其他加速器內(nèi)核。另外，他不愿評論該芯片針對的"領(lǐng)先優(yōu)勢"處理節(jié)點(diǎn)是什么。

　　富士通選擇了512位的向量長度是因?yàn)樗檬且郧盎赟parc系統(tǒng)的256位SIMD的兩倍。吉田表示，"我們想慢慢進(jìn)入這一領(lǐng)域。"另外，SVE可置于28位編碼區(qū)域，只有64位ARM內(nèi)核才具備該能力。