研究团队利用SiFive的RISC-V处理器来构建超级计算机

来自博洛尼亚大学和 CINECA（意大利最大的超算中心）的研究团队，一直在研究开发 RISC-V 超级计算机。近日该团队设计的新型 ISA 已经证明了具备运行高性能计算的能力，这为构建超算奠定了基础。团队使用 SiFive 的 Freedom U740 SoC 作为基础，研究人员将他们的 RISC-V 集群命名为“Monte Cimone”。

要创建超级计算机，需要看起来像乐高积木的硬件。这些被称为集群（clusters），由主板、处理器、内存和存储组成。意大利研究人员决定尝试使用与英特尔/AMD?不同的解决方案来解决该问题，并使用基于 RISC-V ISA 的处理器。

Monte Cimone 具有四台双板服务器，每台服务器均采用 1U 外形尺寸。每块板都有一个 SiFive 的 Freedom U740 SoC，其中有四个运行频率高达 1.4 GHz 的 U74 内核和一个 S7 管理内核。总共有 8 个节点，总共有 32 个 RISC-V 内核。

搭配运行速度为 1866s MT/s 的 16GB 64 位 DDR4 内存、运行速度为 7.8 GB/s 的 PCIe Gen 3 x8 总线、一个千兆以太网端口、USB 3.2 Gen 1 接口，系统由两个 250 瓦 PSU 供电，以支持未来扩展和增加加速卡。

意大利的团队使用 HPL 和 Stream 对系统进行了基准测试，以确定机器的浮点计算能力和内存带宽。虽然结果不是很令人印象深刻，但它们是 RISC-V 的一个开始。

每个节点在 HPL 中产生持续 1.86 GFLOPS 的性能，总计算能力为 14.88 GFLOPS，具有完美的线性缩放。然而，整个集群的效率为 85%，计算能力为 12.65 GFLOPS。节点应达到 14.928 GB/s 的内存带宽；但是，实际结果是 7760 MB/s。

这些结果表明了两件事。首先，RISC-V HPC 软件堆栈已经成熟，但需要进一步优化和更快的芯片来实现像天气模拟这样的重大任务。其次，它表明 HPC 世界中的扩展非常棘手，需要仔细优化才能使硬件和软件在一切都可以很好扩展的世界中共存。