Marvell®/Cavium ThunderX2®

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HPC向けハイエンドArm SoC(System-on-a-chip)「ThunderX2®」 プロセッサ

現在、HPC用途に向けたハイエンドArm SoC(System-on-a-chip)としては、Broadcom社のVulcanプロセッサを元に開発されたCavium社※のThunderX2® プロセッサ ファミリーがあります。
このプロセッサは、メモリ帯域幅と容量に重点を置いて設計されており、8つのDDR4メモリコントローラによりソケット当たり最大16枚のDIMMをサポート(最大2TB)します。デュアルソケットノードで4TBのメモリ搭載量となります。
Cavium社は、Xeon Skylakeプロセッサと比較して、メモリ帯域幅とメモリ容量が 33% 向上したとしています。
特にHPC分野では、メモリ帯域は性能を左右するとても重要なポイントです。
このプロセッサは、Hewlett Packard Enterprise (HPE)、Cray、GIGABYTE、Atos、Ingrasysなど多くのサーバベンダーによって採用されています。
※Cavium社は2018年7月Marvell Technology Group Ltdに買収されました。

FEATURE Marvell®/Cavium ThunderX2®の特徴

Marvell®/Cavium ThunderX2®プロセッサは、64ビット ARMv8.1 ベースのプロセッサで、現在16nmプロセスで製造され、最大32コア2.5GHzの仕様となっています。シングルおよびデュアル ソケット構成が可能で、8つのDDR4メモリコントローラによりソケット当たり最大16枚のDIMMをサポートします。

デュアル ソケット構成でのシステムブロック図
GIGABYTE R281-T94 System

FUNCTION Marvell®/Cavium ThunderX2®プロセッサの主な機能

高性能なCPUコア機能

  • 1コア4スレッドでout-of-order実行可能なコアを、1CPU辺り最大32個搭載。
  • NEOMと呼ばれる演算ユニットで128ビットベクトル幅のSIMD命令に対応
  • シングルおよびデュアル ソケット構成をサポート。
  • 6Tbpsクロスバー経由で接続された低レイテンシL2キャッシュメモリ(32KB L1 / 256KB L2 / 32MB L3)
  • 600GbpsのCaviumコヒーレントインターコネクト(CCPI 2)でプロセッサ間を接続

HPC・ハイエンドエンドサーバを想定した周辺機能

  • DDR4 2666メモリコントローラを8チャンネル内臓。
    4ソケット当たり最大16枚のDIMM、最大2TBの搭載をサポート。
  • PCIe Gen3バス コントローラを14基内蔵。
    1ソケットで合計56レーンが利用可能。
  • 省電力およびシステム制御を行うマネージメント プロセッサを内蔵。
  • SATAv3 x2 ポート、USB3.0 x2 ポート、GPIO を内蔵。
  • GICv3に適合した割込コントローラ、およびシステム メモリ マネージメント ユニット
    (SMMUv3) による I/O の仮想化に対応し、PCIe の SR-IOV もサポート
  • サーバクラスのRAS(Reliability:信頼性、Availability:可用性、Serviceability:保守性)
    機能をサポートと仮想化支援機能を搭載

詳細は、以下をご参照ください。
ThunderX2® Arm-based Processors