开放架构HPC技术与生态分析-轻识

《开放架构HPC技术与生态白皮书》聚焦开放架构探索，围绕ARM指令集兼容架构的技术、生态、用户开展了详尽的调研阐述，对ARM指令集兼容架构的发展成果进行了系统的总结，是一份凝聚了HPC产业上下游多方优秀成果经验的技术报告，对HPC产业界形成开放架构技术与生态建设的共识，共同推动相关技术与生态发展具有非常重要的参考和指导意义。

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开放架构HPC技术与生态白皮书

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白皮书核心观点

观点一：ARM指令集兼容架构已成为HPC的主流技术和发展趋势

2022年11月，全球超级计算机TOP500排行榜中，共有5台基于ARM指令集兼容架构处理器构建的超级计算机入围。同时，美国、日本、欧洲也都发布了多台基于ARM指令集兼容架构处理器的超级计算机建设计划，白皮书指出ARM指令集兼容架构已成为HPC主流技术与未来发展的重要趋势，可满足大型超算系统与商用HPC系统的技术需求。

观点二：ARM指令集兼容架构在HPC领域的软件应用生态已基本完备

ARM指令集兼容架构在HPC领域的软件应用生态已具规模，从操作系统、编译器、高性能计算软件、应用生态四个方面无明显短板。白皮书认为ARM指令集兼容架构在HPC架构开源软件生态快速发展，商业软件生态获得突破，重点应用领域不断扩展，已经具备大规模进入生产系统的条件。

观点三：ARM指令集兼容架构已在多种类型的HPC领域头部客户成熟商用

目前，基于ARM指令集兼容架构的高性能计算机在高校（上海交通大学“交我算”校级计算平台、兰州大学超算中心、中国科学技术大学等）、科研院所、超算（国家超级计算广州中心、济南中心、天津中心、长沙中心及武汉超算中心等）、企业（华大生命、中国移动、上汽大众等）的应用越来越广泛，且市场化已经取得了巨大进展，并已经在各类型机构头部客户成熟商用。

HPC已进入E级计算时代。E级算力时代有个显著特征，包括美日中欧等HPC算力高地都开始选择ARM指令集兼容芯片作为自己E级机的主要技术路线。包括美国在内的各国陆续推出多款ARM指令集兼容的芯片产品，用于超算、商用HPC系统甚至HPC Cloud云服务。

这是个巨大的变化，HPC计算芯片不再由一种或几种完全封闭的指令集所统治。这些ARM指令集兼容的产品形成一种有趣的现象，就像HPC领域的5G标准，参与者遵循相同的标准，但又有机会做出差异化的实现。这种指令集兼容、差异化实现、可自由演进的自主架构被称之为“开放架构”。这个变化不是一日之功，背后是“开放架构”厂家、生态及产业链伙伴持续多年的战略定位、技术与投资而产生的结果。

白皮书内容覆盖技术、生态、用户篇，详情参看白皮书报告开放架构HPC技术与生态白皮书。

1、引言

《开放架构HPC技术与生态白皮书》旨在介绍ARM指令集兼容架构的技术发展、演进与成果；并通过HPC生态特点分析，介绍ARM指令集兼容架构的生态完备度、易用性特征。最后介绍产业界伙伴，包括系统建设者、系统使用者与生态构建者的具体案例。

2、技术篇

ARM 指令集兼容架构已成为 HPC 主流技术与未来发展的重要趋势，可满足大型超算系统与商用HPC 系统的技术需求。

3、生态篇

ARM 指令集兼容架构的生态已具规模。其中基础软件层完备，应用软件层开源生态快速发展，商业软件生态获得突破，具备大规模进入生产系统的条件。

4、用户篇

ARM 指令集兼容架构已在多种类型的头部客户获得深入成熟使用。

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