巴塞羅那超級(jí)計(jì)算中心已經(jīng)啟動(dòng)了歐洲開(kāi)放計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室（LOCA），該實(shí)驗(yàn)室為期五年，旨在開(kāi)發(fā)基于開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)的節(jié)能，高性能計(jì)算芯片。盡管最終的知識(shí)產(chǎn)權(quán)旨在可供任何人使用，但最初的目標(biāo)受眾是希望構(gòu)建由開(kāi)源硬件提供支持的HPC系統(tǒng)的歐洲用戶。 LOCA將要探索的芯片將基于當(dāng)今三種最受歡迎的開(kāi)放指令集架構(gòu)，即RISC-V，OpenPower和MIPS。根據(jù)LOCA主管約翰·戴維斯（John Davis）的說(shuō)法，因?yàn)?a target="_blank">Arm不符合開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，因此被排除在考慮范圍之外。

這里最大的潛在贏家是OpenPower和MIPS，它們正在努力保持與X86和Arm主導(dǎo)的世界的相關(guān)性。盡管備受矚目的超級(jí)計(jì)算機(jī)，例如Oak Ridge國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的“ Summit”和使用IBM Power9 CPU的Lawrence Livermore國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的“ Sierra”，都采用了Power CPU，但是基于Power的HPC系統(tǒng)的整體市場(chǎng)份額仍為個(gè)位數(shù)。將其包含在LOCA工作中，不僅可以對(duì)抗X86和Arm，還可以對(duì)與其他兩個(gè)開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)相競(jìng)爭(zhēng)，從而有助于提升其在該領(lǐng)域的前景。IBM早在8月就公開(kāi)了Power指令集。

與OpenPower不同，MIPS可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)樗诟咝阅苡?jì)算方面的成績(jī)有限（1990年代和2000年代初的Silicon Graphics工作站和服務(wù)器以及2000年代后期的SiCortex集群）。目前控制MIPS技術(shù)的Wave Computing似乎將定位主要面向邊緣計(jì)算環(huán)境的開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)。 戴維斯指出，LOCA僅與歐洲處理器計(jì)劃（EPI）保持松散配合，該計(jì)劃旨在為HPC和其他對(duì)歐洲工業(yè)和研究至關(guān)重要的應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)發(fā)家用處理器設(shè)計(jì)。EPI HPC設(shè)計(jì)將分別使用Arm和RISC-V作為其通用CPU和加速器的基礎(chǔ)，同時(shí)還包括許多更專用的處理器件。HPC處理器正在為最終在2023年開(kāi)始出現(xiàn)的首批歐洲百億億級(jí)（E級(jí)）系統(tǒng)中的最終使用做好準(zhǔn)備。

LOCA和EPI之間最明顯的重疊是RISC-V加速器，因?yàn)閮烧叨紝⒅С謬@此開(kāi)放ISA的生態(tài)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。戴維斯說(shuō)，LOCA的工作還可以與MareNostrum實(shí)驗(yàn)百億級(jí)平臺(tái)（MEEP）保持一致，這是另一個(gè)歐盟項(xiàng)目，該項(xiàng)目旨在為未來(lái)的百億億級(jí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)仿真和軟件開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施。

LOCA工作背后的主要推動(dòng)力之一是摩爾定律的放慢，該定律鼓勵(lì)跨計(jì)算部門(mén)和跨地區(qū)開(kāi)發(fā)定制處理器。這樣做的理由是，專業(yè)化程度的提高可以帶來(lái)性能和能效的提升，而傳統(tǒng)上由標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)上的較小晶體管可以提供這種提升。與傳統(tǒng)的HPC一樣，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序的計(jì)算需求的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于普通硅材料。

使用開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的理由是，它們更適合于這些更具自定義性的設(shè)計(jì)，因?yàn)樗鼈兏子跀U(kuò)展，因此更加專業(yè)。

該項(xiàng)目的五年時(shí)間表表明，任何由此設(shè)計(jì)的處理器都將最終進(jìn)入第二批歐洲百億億次計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將在下個(gè)十年中期左右投入使用。當(dāng)然，正如我們已經(jīng)提到的那樣，由于所有這些IP都注定是開(kāi)放的，因此任何國(guó)家或公司都可以選擇這些相同的設(shè)計(jì)，并將其用于自己的用途，無(wú)論是HPC還是其他用途。

戴維斯說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)最終可以擴(kuò)展到物聯(lián)網(wǎng)，移動(dòng)和邊緣平臺(tái)，因?yàn)檫@些應(yīng)用程序中有通用的IP元素適用于所有這些應(yīng)用。

戴維斯解釋說(shuō)：“我們將利用該硬件對(duì)生物信息學(xué)，個(gè)人化醫(yī)學(xué)，實(shí)時(shí)系統(tǒng)，自動(dòng)駕駛汽車，氣候模型，材料科學(xué)，人工智能和許多其他應(yīng)用程序進(jìn)行編碼簽名解決方案，這些解決方案位于BSC的研究范圍內(nèi)?！?“我們希望通過(guò)使用這些應(yīng)用程序來(lái)推動(dòng)開(kāi)發(fā)，從而使技術(shù)更容易，更快捷，并具有質(zhì)量更高的經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的IP?！?/p>