Californien selskab ampere introducerede branchens første 80-core ARM-serverprocessor baseret på 64-bit arkitektur Ampere Altra.

I flere år nu har eksperter forudsagt, at ARM-platformen vil konkurrere med x86 i datacentre, men det sker ikke. I slutningen af ​​2019 er der Intel dominerer med en andel på 95,5 %, AMD har 4,5 %.

Den nye ARM-processor i SPECrate 2017-heltalsbenchmark viser dog højere ydeevne end den hurtigste 64-core AMD EPYC eller top 28-core Xeon fra Cascade Lake-familien. Dette er allerede en seriøs påstand (selvom benchmarkresultaterne er lidt "snoede", se nedenfor).

Den største fordel ved ARM er energieffektivitet, som pr. definition ikke kan matches af x86-processorer på grund af arkitekturen. Ampere Altra med 80 kerner har en TDP på ​​45-210 W og en clockhastighed på 3 GHz.

Ampere mener, at én tråd pr. kerne i stedet for to fører til større sikkerhed, fordi dette design bedre beskytter individuelle kerner mod sidekanalangreb som Meltdown og Spectre.

Processoren er designet til serverapplikationer såsom dataanalyse, kunstig intelligens, databaser, storage, telecom-stacks, edge computing, webhosting og cloud-applikationer. Specielt til maskinlæringsapplikationer er hardwareunderstøttelse af FP16 (halvpræcisionstal) og INT8 (single-byte heltalsrepræsentation) dataformater blevet implementeret. Der er også hardwareacceleration til AES og SHA-256 hashing.

Chipsene er fremstillet hos TSMC ved hjælp af 7nm procesteknologi. De første CPU-prøver er allerede sendt til potentielle kunder, og masseproduktion er planlagt til at begynde i midten af ​​2020.

Ampere CEO og tidligere Intel-præsident Renée James grundlagde Ampere Computing i oktober 2017 på grundlag af det konkursramte Applied Micro Circuits Corporation (1979-2017), som også designede ARM-serverprocessorer. Især introducerede den i 2011 64-bit X-Gene-platformen baseret på ARMv8-A.

James kombinerer i øjeblikket posterne som administrerende direktør og formand for bestyrelsen for Ampere Computing med positionen som næstformand for National Security Telecommunications Advisory Committee, som rådgiver USA's præsident.

Jeg spekulerer på, hvor vellykket det nye forsøg på at bringe ARM-processorer til servermarkedet vil være.

"Vi frigav processoren med det højeste antal kerner på markedet," Han taler James. "Nu har vi sendt det [til test] til nogle af de største cloud-udbydere i branchen... Jeg tror, ​​folk vil blive overrasket. [Tidligere teknologier] erstattes altid af noget nyt. Og hvis ikke fra en eksisterende virksomhed, så fra en ny. Det er meget spændende at arbejde på, hvad jeg ser som den næste fase af branchen."

Der var meget snak om 64-bit ARM-serverchips i de seneste år, da AMD og det førnævnte Applied Micro forsøgte at producere lignende processorer. Men disse virksomheder fejlede. AMD lukkede sit ARM-projekt og Applied Micros aktiver blev solgt Macom selskab. I 2017 købte Carlyle Group sin ARM-processorafdeling. Handlen lukkede i slutningen af ​​2019, og James overtog som administrerende direktør for det nye selskab og forlod sin stilling som COO i Carlyle Group.

To Ampere serverplatforme: Mt. Jade og Mt. Sne

Ampere Altras enkelttrådede kerner og de "tætte, energieffektive servere", der kan bygges på sådanne CPU'er, vil give kunderne mulighed for at "maksimere antallet af tjenester, de kan implementere i skyen," sagde virksomheden.

Ampere Altra-processoren er baseret på platformen ARM Neoverse N1. Der er modtaget positiv feedback på de nye servere fra ingeniører hos Microsoft Azure, Oracle, Canonical, VMware, Kinvolk, Packet, Lenovo, Gigabyte, Wiwynn og Micron, som alle er citeret i pressemeddelelsen.

Server Mt. Jade til to processorer (160 kerner): dataanalyse, database, web

Virksomheden siger, at softwaren er klar til at arbejde med Ampere Altra: "Det største lige nu er, at hvis du ser på alle lagene, OS-laget, alt fra Linux til BSD til Windows understøtter alle ARM," siger Jeff Wittich Wittich, Senior Vice President of Products hos Ampere. — Til virtualisering har vi understøttelse af Kubernetes, Docker, VMware og KBM. Alt er understøttet der. På applikationsniveau fungerer alt, hvad der fungerer i skyen i dag, allerede her.”

Server Mt. Sne på én processor: Edge computing, telekommunikationstjenester, web, datalagring

specifikation

• Processor undersystem
  • 80 ARM v8.2+ 64-bit kerner op til 3,0 GHz med Sustained Turbo, tilføjer nogle forbedringer fra ARM v8.3 og v8.4
  • 1 KB L64 I-cache, 1 KB L64 D-cache pr. kerne, 2 MB L1-cache pr. kerne, 32 MB delt systemniveau-cache (SLC)
  • Dobbelt-bredde (128-bit) SIMD (enkelt instruktion, flere data) instruktionsstrøm
  • Sammenhængende sammenkoblinger i et mesh-netværk
• Systemhukommelse
  • 8x 72-bit DDR4-3200 kanaler
  • ECC, Symbolbaseret ECC, DDR4 RAS
  • Op til 16 DIMM'er og 4 TB pr. sokkel
• Systemressourcer
  • Fuld interrupt virtualisering (GICv3)
  • Fuld I/O-virtualisering (SMMUv3)
  • Enterprise server klasse RAS (Reliability, Availability, Serviceability) pålidelighed
• netværk
  • 128 PCIe Gen4 baner
    • 8 x8 PCIe + 4 x16 PCIe/CCIX med understøttelse af Extended Speed ​​​​Mode (ESM) til dataoverførsel ved 20/25 GT/s (gigatransaktioner pr. sekund)
    • 48 controllere til at understøtte op til 32 x2 forbindelser
  • 192 linjer i 2P-konfiguration
  • Understøttelse af flere stikkontakter
  • 4 linjer x16 CCIX
• Temperaturområde – fra 0°C til +90°C
• Fødevarer
  • CPU: 0,80 V, DDR4: 1,2 V
  • I/O: 3,3V/1,8V, SerDes PLL: 1,8V
• Strømstyring – Dynamisk klassificering, Turbo Gen2, underspændingsbeskyttelse
• boliger – 4926-benet FCLGA
• Produktion – FinFET 7 nm teknologi

Benchmarks

Jeff Wittich siger, at Ampere-processoren yder 4 % bedre end AMDs hurtigste EPYC-processor i benchmarks og bruger 14 % mindre strøm. Vi taler om en 64-core EPYC-processor
7742 med TDP 225W og koster $6950. Dette er den mest kraftfulde i EPYC 2-processorfamilien baseret på Zen 2-mikroarkitekturen. Familien blev introduceret i august 2019.

Wittich lavede også en sammenligning med den 28-core Xeon-processor fra Cascade Lake-familien. Ampere Altra-processoren overgik den med "2,23 gange i ydeevne og 2,11 gange i energieffektivitet." Her blev ydeevnen sammenlignet med 28-kernet Xeon Platinum 8280 (205W), og energieffektiviteten blev beregnet på per-kerne basis.

Ampere Altra-processoren scorer angiveligt over 2017 i SPECrate 259-heltalsbenchmark. resultattabel dette er ringere end topydelsen for ASUS RS720A-E9(KNPP-D32) Server System (2.20 GHz, AMD EPYC 7601) og ASUS RS500A-E10(KRPA-U16) Server System 2.25 GHz, AMD EPYC 7742.

I præstationssammenligningen anvendte Ampere imidlertid en faktor på 0,85 til AMD's resultater på grund af brugen af ​​AMD64-kompileringspakken til at kompilere benchmarkkoden, sammenlignet med den GCC 8.2, den selv brugte, da AMD C/C++-kompileren producerer mere optimeret kode end GCC på ARM.

På trods af sådanne justeringer af benchmark, ser Ampere Altra meget imponerende ud med hensyn til ydeevne og energieffektivitet. Et standard 42U-serverrack med 12,5 kW strømforsyning kan indeholde cirka 3500 processorkerner, hvilket giver besparelser på watt-per-kerne-basis.

Og dette er kun begyndelsen. Jeff Wittich sagde, at der om et år vil være et andet produkt på markedet, kodenavnet Mystique, hvor Ampere vil øge antallet af kerner yderligere.

Mystique vil understøtte den samme socket, så der vil ikke være behov for at udskifte bundkort. Den næste generation af Siryn SoC er planlagt til udgivelse i 2022.

I de senere år har vi set flere forsøg på at frigive ARM-serverprocessorer fra forskellige virksomheder: Broadcom/Cavium/Marvell, Calxeda, Huawei, Fujitsu, Phytium, Annapurna/Amazon og AppliedMicro/Ampere. De fleste af disse forsøg var mislykkede. Men der er tegn på, at situationen er ved at ændre sig. I december 2019, Amazon rullet ud i produktion servere med 64-core ARM-processorer Graviton 2 er en system-on-chip baseret på den samme ARM Neoverse N1-kerne. I nogle test klarede ARM-forekomster (M6g og M6gd) bedre og nogle gange meget bedre end x86.

I november 2019 blev det rapporteret, at den amerikanske startup Nuvia tiltrak 53 millioner dollars i venturefinansiering. Opstarten blev grundlagt af tre førende ingeniører, der var involveret i skabelsen af ​​processorer hos Apple og Google. De lover også at udvikle serverprocessorer, der vil konkurrere med Intel og AMD. Ved tilgængelige oplysningerNuvia har designet en processorkerne fra bunden, som kan bygges oven på ARM-arkitekturen, men uden at få en ARM-licens.

Alt dette indikerer, at RISC-processorer kan finde applikationer ikke kun på mobile enheder, men også på servere såvel som på stationære computere og bærbare computere. Det er der i øvrigt rygter om fremtidige Apple MacBook bærbare computere vil også blive frigivet på ARM-processorer.

Faktisk er de nyeste iPad Pro-modeller med ARM A12X-processorer næsten lige så kraftige som 15-tommer MacBook Pro med Core i7 og Core i9-processorer, så en sådan opgradering ville være ganske logisk.

Kilde: www.habr.com