Jaren­lang ging het bij Europese plannen voor eigen proces­sors vooral over onderzoeksprogramma’s, roadmaps en techno­lo­gi­sche onafhan­ke­lijk­heid die ergens in de toekomst gerea­li­seerd moest worden. De levering van de eerste Rhea1-proces­sors van SiPearl aan Bull laat zien dat daar langzaam veran­de­ring in komt. De Europees ontworpen CPU wordt daadwer­ke­lijk onder­deel van JUPITER, Europa’s eerste exascale-supercomputer.

Het is maar één processor en Europa is daarmee bepaald nog niet onafhan­ke­lijk van Ameri­kaanse en Aziati­sche chiptech­no­logie. Toch is de stap interes­sant. Rhea1 komt voort uit de European Processor Initi­a­tive (EPI), een Europees programma dat jaren geleden werd opgezet om eigen kennis en techno­logie voor high-perfor­mance compu­ting te ontwik­kelen. Wat ooit begon als een Europees onder­zoeks­pro­gramma eindigt nu dus in hardware die in een opera­ti­o­nele Europese super­com­puter wordt geplaatst.

SiPearl heeft de eerste Rhea1-proces­sors inmid­dels geleverd aan Bull, dat de chips gaat integreren in zijn BullSe­quana XH3000-platform. Dat platform vormt de basis voor JUPITER, de exascale-super­com­puter bij het Jülich Super­com­pu­ting Centre in Duitsland.

Van onderzoeksproject naar echte processor

Juist die overgang van onder­zoeks­pro­ject naar daadwer­ke­lijk product is belang­rijk. Europa heeft de afgelopen jaren veel geld gestoken in programma’s om minder afhan­ke­lijk te worden van Ameri­kaanse en Aziati­sche techno­logie. Daarbij gaat het niet alleen om chippro­ductie via de European Chips Act, maar ook om chipont­werp, proces­so­rar­chi­tec­turen en complete HPC-systemen.

Rhea1 is daarvan een concreet resul­taat. De processor telt meer dan 61 miljard transis­tors en beschikt over 80 Arm Neoverse V1-cores, vier HBM-geheu­genstacks en vier DDR5-inter­faces. Vooral de combi­natie met High Bandwidth Memory is belang­rijk voor HPC- en AI-toepas­singen waarbij grote hoeveel­heden data snel tussen processor en geheugen moeten worden verplaatst.

De processor wordt gebruikt in de Cluster Module van JUPITER. Deze module is bedoeld voor algemene en geheu­gen­in­ten­sieve HPC-workloads. Daarnaast heeft JUPITER een veel grotere GPU-gebaseerde Booster Module voor sterk paral­lelle bereke­ningen. Het systeem combi­neert daarmee verschil­lende typen proces­sors voor verschil­lende soorten reken­werk. Daarmee krijgt Europa dus voor het eerst een eigen proces­soront­werp op een promi­nente plaats in een Europese exascale-supercomputer.

Stap voor stap

Het past in een ontwik­ke­ling die breder is dan alleen Rhea1. De European Processor Initi­a­tive heeft de afgelopen jaren niet alleen aan deze CPU gewerkt, maar bijvoor­beeld ook aan accele­rator-techno­logie op basis van RISC‑V. Nu EPI zijn tweede fase heeft afgerond, moeten vervolgprogramma’s als EUPEX, EUPILOT en DARE de ontwik­kelde techno­logie verder richting prakti­sche toepas­singen brengen.

Het interes­sante is daarmee niet alleen wat Rhea1 technisch kan. Belang­rijker is misschien dat er langzaam een keten begint te ontstaan waarin Europese onderzoeksprogramma’s, chipont­wer­pers, systeem­le­ve­ran­ciers en super­com­pu­ting­centra daadwer­ke­lijk met elkaar worden verbonden.

Dat was lang een zwakke plek in Europa. Er is veel kennis op het gebied van halfge­lei­ders, HPC en proces­soront­werp, maar veel van die kennis leidde niet vanzelf tot Europese producten die ook op grote schaal werden ingezet. Met Rhea1 wordt ten minste één deel van die kloof overbrugd.

Nog lang niet onafhankelijk

Tegelij­ker­tijd moet de term ‘Europese processor’ wel in perspec­tief worden geplaatst. Rhea1 is in Europa ontworpen, maar maakt gebruik van Arm-techno­logie en wordt gepro­du­ceerd door het Taiwa­nese TSMC. SiPearl noemt de CPU een Europese sovereign processor, maar volle­dige techno­lo­gi­sche autonomie is daarmee niet bereikt.

Ook JUPITER zelf illustreert die afhan­ke­lijk­heid. De krach­tige Booster Module van de super­com­puter maakt gebruik van NVIDIA-techno­logie. De komst van Rhea1 betekent dus niet dat JUPITER ineens uit uitslui­tend Europese techno­logie bestaat.

Het laat eerder zien hoe Europa zijn afhan­ke­lijk­heid stap voor stap probeert te verkleinen: eerst eigen ontwerp­kennis ontwik­kelen, vervol­gens eigen chips laten produ­ceren en die daarna ook daadwer­ke­lijk in grote compu­ter­sys­temen gebruiken.

Dat proces verloopt boven­dien niet zonder vertra­ging. Toen in 2023 werd aange­kon­digd dat Rhea1 in JUPITER zou worden gebruikt, was het de bedoe­ling dat de processor in 2024 beschik­baar zou komen. De eerste chips worden uitein­de­lijk in 2026 in het systeem geïntegreerd. 

Voor het ontwik­kelen van een complexe server­pro­cessor is zo’n vertra­ging niet uitzon­der­lijk, maar het geeft wel aan hoe lastig het is om een nieuwe proces­so­rar­chi­tec­tuur van ontwerp naar productie en vervol­gens naar een opera­ti­o­neel HPC-systeem te brengen.

Meer dan supercomputers

De betekenis van Rhea1 kan boven­dien verder reiken dan JUPITER. SiPearl richt zijn proces­sors niet alleen op super­com­pu­ters, maar ook op AI-systemen en datacen­ters. De kennis, software en systemen die rond Rhea1 worden opgebouwd kunnen daardoor uitein­de­lijk ook elders terechtkomen.

SiPearl werkt boven­dien al aan volgende genera­ties. Het bedrijf noemt Rhea2 als opvolger voor toekom­stige Europese HPC-systemen. De ambitie is daarmee duide­lijk: Rhea1 moet niet een eenmalig Europees presti­ge­pro­ject worden, maar het begin van een eigen processorroadmap.

Of Europa daarmee uitein­de­lijk een serieus alter­na­tief kan opbouwen naast bedrijven als AMD, Intel en NVIDIA moet nog blijken. De schaal­ver­schillen zijn enorm en ook de afhan­ke­lijk­heid van niet-Europese produc­tie­tech­no­logie blijft voorlopig bestaan.

Maar de levering van de eerste Rhea1-proces­sors aan Bull is wel een tastbaar signaal dat de Europese strategie langzaam resul­taat oplevert. Waar Europese techno­lo­gi­sche soeve­rei­ni­teit rond chips enkele jaren geleden vooral uit beleids­do­cu­menten en onderzoeksprogramma’s bestond, verschijnt de techno­logie nu daadwer­ke­lijk in machines. En misschien is dat voorlopig wel de belang­rijkste stap: niet meteen volle­dige chipon­af­han­ke­lijk­heid nastreven, maar ervoor zorgen dat Europa weer zelf proces­sors kan ontwerpen, ontwik­kelen en daadwer­ke­lijk in strate­gi­sche infra­struc­tuur kan inzetten.