εταιρεία Καλιφόρνια παρουσίασε τον πρώτο επεξεργαστή διακομιστή ARM 80 πυρήνων της βιομηχανίας που βασίζεται σε αρχιτεκτονική 64 bit .
Εδώ και αρκετά χρόνια, οι ειδικοί προβλέπουν ότι η πλατφόρμα ARM θα ανταγωνιστεί το x86 στα κέντρα δεδομένων, αλλά αυτό δεν συμβαίνει. Στα τέλη του 2019 εκεί , η AMD έχει 4,5%.
Ωστόσο, ο νέος επεξεργαστής ARM στο σημείο αναφοράς ακέραιων αριθμών SPECrate 2017 παρουσιάζει υψηλότερη απόδοση από τον ταχύτερο 64-πύρηνο AMD EPYC ή τον κορυφαίο Xeon 28 πυρήνων της οικογένειας Cascade Lake. Αυτός είναι ήδη ένας σοβαρός ισχυρισμός (αν και τα αποτελέσματα αναφοράς είναι λίγο «στρεβλά», βλέπε παρακάτω).
Το κύριο πλεονέκτημα του ARM είναι η ενεργειακή απόδοση, η οποία εξ ορισμού δεν μπορεί να συνδυαστεί με επεξεργαστές x86 λόγω της αρχιτεκτονικής. Το Ampere Altra 80 πυρήνων έχει TDP 45-210 W και ταχύτητα ρολογιού 3 GHz.
Η Ampere πιστεύει ότι ένα νήμα ανά πυρήνα αντί για δύο οδηγεί σε μεγαλύτερη ασφάλεια, επειδή αυτός ο σχεδιασμός προστατεύει καλύτερα τους μεμονωμένους πυρήνες από επιθέσεις πλευρικού καναλιού όπως το Meltdown και το Spectre.
Ο επεξεργαστής έχει σχεδιαστεί για εφαρμογές διακομιστών όπως ανάλυση δεδομένων, τεχνητή νοημοσύνη, βάσεις δεδομένων, αποθήκευση, στοίβες τηλεπικοινωνιών, υπολογιστές αιχμής, φιλοξενία Ιστού και εφαρμογές cloud. Ειδικά για εφαρμογές μηχανικής εκμάθησης, έχει υλοποιηθεί υποστήριξη υλικού για μορφές δεδομένων FP16 (αριθμοί μισής ακρίβειας) και INT8 (αναπαράσταση ακέραιου αριθμού ενός byte). Υπάρχει επίσης επιτάχυνση υλικού για κατακερματισμό AES και SHA-256.
Τα τσιπ κατασκευάζονται στο εργοστάσιο της TSMC χρησιμοποιώντας την τεχνολογία διαδικασίας 7 nm. Τα πρώτα δείγματα CPU έχουν ήδη σταλεί σε πιθανούς πελάτες και η μαζική παραγωγή σχεδιάζεται να ξεκινήσει στα μέσα του 2020.
Ο Διευθύνων Σύμβουλος της Ampere και πρώην Πρόεδρος της Intel, Ρενέ Τζέιμς, ίδρυσε την Ampere Computing τον Οκτώβριο του 2017 στα ιδρύματα της χρεοκοπημένης Applied Micro Circuits Corporation (1979-2017), η οποία σχεδίασε επίσης επεξεργαστές διακομιστών ARM. Συγκεκριμένα, το 2011 παρουσίασε την πλατφόρμα X-Gene 64 bit που βασίζεται στο ARMv8-A.
Ο James συνδυάζει επί του παρόντος τις θέσεις του Διευθύνοντος Συμβούλου και του Προέδρου του Διοικητικού Συμβουλίου της Ampere Computing με τη θέση του Αντιπροέδρου της Συμβουλευτικής Επιτροπής Τηλεπικοινωνιών Εθνικής Ασφάλειας, η οποία συμβουλεύει τον Πρόεδρο των Ηνωμένων Πολιτειών.
Αναρωτιέμαι πόσο επιτυχημένη θα είναι η νέα προσπάθεια να φέρει τους επεξεργαστές ARM στην αγορά των διακομιστών.
«Κυκλοφορήσαμε τον επεξεργαστή με τον μεγαλύτερο αριθμό πυρήνων στην αγορά», Τζέιμς. «Τώρα το στείλαμε [για δοκιμή] σε μερικούς από τους μεγαλύτερους παρόχους cloud στον κλάδο... Νομίζω ότι ο κόσμος θα εκπλαγεί. Οι [προηγούμενες τεχνολογίες] αντικαθίστανται πάντα από κάτι νέο. Και αν όχι από υπάρχουσα εταιρεία, τότε από νέα. Είναι πολύ συναρπαστικό να δουλεύω σε αυτό που βλέπω ως το επόμενο στάδιο της βιομηχανίας».
Έγινε πολύς λόγος για τσιπ διακομιστή 64-bit ARM τα προηγούμενα χρόνια, όταν η AMD και η προαναφερθείσα Applied Micro προσπάθησαν να παράγουν παρόμοιους επεξεργαστές. Όμως αυτές οι εταιρείες απέτυχαν. Η AMD έκλεισε το έργο ARM και τα στοιχεία ενεργητικού της Applied Micro εταιρεία Macom. Το 2017, η Carlyle Group αγόρασε το τμήμα επεξεργαστών ARM. Η συμφωνία έκλεισε στα τέλη του 2019 και η Τζέιμς ανέλαβε Διευθύνων Σύμβουλος της νέας εταιρείας, αφήνοντας τη θέση της ως COO στον Όμιλο Carlyle.
Δύο πλατφόρμες διακομιστών Ampere: Mt. Jade και Mt. Χιόνι
Οι πυρήνες μονού νήματος του Ampere Altra και οι «πυκνοί, ενεργειακά αποδοτικοί διακομιστές» που μπορούν να κατασκευαστούν σε τέτοιους επεξεργαστές θα επιτρέψουν στους πελάτες να «μεγιστοποιήσουν τον αριθμό των υπηρεσιών που μπορούν να αναπτύξουν στο cloud», είπε η εταιρεία.
Ο επεξεργαστής Ampere Altra βασίζεται στην πλατφόρμα . Έχουν ληφθεί θετικά σχόλια για τους νέους διακομιστές από μηχανικούς των Microsoft Azure, Oracle, Canonical, VMware, Kinvolk, Packet, Lenovo, Gigabyte, Wiwynn και Micron, οι οποίοι αναφέρονται όλοι στο δελτίο τύπου.
Διακομιστής Mt. Jade για δύο επεξεργαστές (160 πυρήνες): ανάλυση δεδομένων, βάση δεδομένων, web
Η εταιρεία λέει ότι το λογισμικό είναι έτοιμο να συνεργαστεί με το Ampere Altra: "Το μεγαλύτερο πράγμα αυτή τη στιγμή είναι ότι αν κοιτάξετε όλα τα επίπεδα, το επίπεδο του λειτουργικού συστήματος, τα πάντα, από το Linux έως το BSD έως τα Windows, όλα υποστηρίζουν ARM", λέει ο Jeff Wittich Wittich. Ανώτερος Αντιπρόεδρος Προϊόντων στην Ampere. — Για εικονικοποίηση, έχουμε υποστήριξη για Kubernetes, Docker, VMware και KBM. Εκεί υποστηρίζονται τα πάντα. Σε επίπεδο εφαρμογής, ό,τι λειτουργεί στο cloud σήμερα λειτουργεί ήδη εδώ."
Διακομιστής Mt. Χιόνι σε έναν επεξεργαστή: υπολογιστές αιχμής, υπηρεσίες τηλεπικοινωνιών, web, αποθήκευση δεδομένων
Προδιαγραφές
- Υποσύστημα επεξεργαστή
- 80 πυρήνες ARM v8.2+ 64-bit χρονισμένοι στα 3,0 GHz με Sustained Turbo, προσθέτει κάποιες βελτιώσεις από το ARM v8.3 και v8.4
- 1 KB L64 I-cache, 1 KB L64 D-cache ανά πυρήνα, 2 MB L1 cache ανά πυρήνα, 32 MB κοινόχρηστη προσωρινή μνήμη επιπέδου συστήματος (SLC)
- Ροή εντολών SIMD διπλού πλάτους (128 bit) (Μονή εντολή, πολλαπλά δεδομένα)
- Συνεκτικές διασυνδέσεις σε δίκτυο πλέγματος
- Μνήμη συστήματος
- 8 κανάλια 72-bit DDR4-3200
- ECC, ECC που βασίζεται σε σύμβολα, DDR4 RAS
- Έως 16 DIMM και 4 TB ανά πρίζα
- Πόροι συστήματος
- Εικονικοποίηση πλήρους διακοπής (GICv3)
- Πλήρης εικονικοποίηση I/O (SMMUv3)
- Αξιοπιστία κατηγορίας εταιρικού διακομιστή RAS (Reliability, Availability, Serviceability).
- Δικτύου
- 128 λωρίδες PCIe Gen4
- 8 x8 PCIe + 4 x16 PCIe/CCIX με υποστήριξη Extended Speed Mode (ESM) για μεταφορά δεδομένων στα 20/25 GT/s (gigatransactions ανά δευτερόλεπτο)
- 48 ελεγκτές για υποστήριξη έως και 32 x2 συνδέσεων
- 192 γραμμές σε διαμόρφωση 2P
- Υποστήριξη πολλαπλών υποδοχών
- 4 γραμμές x16 CCIX
- 128 λωρίδες PCIe Gen4
- Εύρος θερμοκρασίας – από 0°C έως +90°C
- Τροφή
- CPU: 0,80 V, DDR4: 1,2 V
- I/O: 3,3V/1,8V, SerDes PLL: 1,8V
- Διαχείριση ισχύος – Δυναμική βαθμολογία, Turbo Gen2, προστασία υπό τάση
- Корпус – FCLGA 4926 ακίδων
- Производство – Τεχνολογία FinFET 7 nm
Σημεία αναφοράς
Ο Jeff Wittich λέει ότι ο επεξεργαστής Ampere αποδίδει 4% καλύτερα από τον ταχύτερο επεξεργαστή EPYC της AMD σε σημεία αναφοράς και καταναλώνει 14% λιγότερη ενέργεια. Μιλάμε για επεξεργαστή EPYC 64 πυρήνων
7742 με TDP 225 W και κόστος 6950 $. Αυτός είναι ο πιο ισχυρός στην οικογένεια επεξεργαστών EPYC 2 που βασίζεται στη μικροαρχιτεκτονική Zen 2. Η οικογένεια παρουσιάστηκε τον Αύγουστο του 2019.
Ο Wittich έκανε επίσης μια σύγκριση με τον 28-πύρηνο επεξεργαστή Xeon της οικογένειας Cascade Lake. Ο επεξεργαστής Ampere Altra τον ξεπέρασε κατά «2,23 φορές σε απόδοση και 2,11 φορές σε ενεργειακή απόδοση». Εδώ η απόδοση συγκρίθηκε με τον 28-πύρηνο Xeon Platinum 8280 (205 W) και υπολογίστηκε η ενεργειακή απόδοση ανά πυρήνα.
Ο επεξεργαστής Ampere Altra φέρεται να έχει σκορ πάνω από 2017 στο σημείο αναφοράς ακέραιου αριθμού SPECrate 259. αυτή είναι κατώτερη από την κορυφαία απόδοση του συστήματος διακομιστή ASUS RS720A-E9(KNPP-D32) (2.20 GHz, AMD EPYC 7601) και του συστήματος διακομιστή ASUS RS500A-E10(KRPA-U16) 2.25 GHz, AMD EPYC.
Ωστόσο, στη σύγκριση απόδοσης, το Ampere εφάρμοσε συντελεστή 0,85 στα αποτελέσματα της AMD λόγω της χρήσης της σουίτας μεταγλωττιστών AMD64 για τη μεταγλώττιση του κώδικα αναφοράς, σε σύγκριση με το GCC 8.2 που χρησιμοποιούσε ο ίδιος, καθώς ο μεταγλωττιστής AMD C/C++ παράγει πιο βελτιστοποιημένες κωδικός από το GCC στο ARM.
Παρά τέτοιες τροποποιήσεις στο σημείο αναφοράς, το Ampere Altra φαίνεται πολύ εντυπωσιακό όσον αφορά τις επιδόσεις και την ενεργειακή απόδοση. Ένα τυπικό rack διακομιστή 42U με τροφοδοτικό 12,5 kW μπορεί να συσκευάσει περίπου 3500 πυρήνες επεξεργαστή, εξοικονομώντας Watt ανά πυρήνα.
Και αυτό είναι μόνο η αρχή. Ο Jeff Wittich είπε ότι σε ένα χρόνο θα υπάρχει ένα άλλο προϊόν στην αγορά, με την κωδική ονομασία Mystique, στο οποίο η Ampere θα αυξήσει περαιτέρω τον αριθμό των πυρήνων.
Η Mystique θα υποστηρίζει την ίδια υποδοχή, επομένως δεν θα χρειαστεί να αντικαταστήσετε μητρικές πλακέτες. Η επόμενη γενιά Siryn SoC προγραμματίζεται να κυκλοφορήσει το 2022.
Τα τελευταία χρόνια, έχουμε δει αρκετές προσπάθειες για την κυκλοφορία επεξεργαστών διακομιστών ARM από διαφορετικές εταιρείες: Broadcom/Cavium/Marvell, Calxeda, Huawei, Fujitsu, Phytium, Annapurna/Amazon και AppliedMicro/Ampere. Οι περισσότερες από αυτές τις προσπάθειες ήταν ανεπιτυχείς. Υπάρχουν όμως σημάδια ότι η κατάσταση αλλάζει. Τον Δεκέμβριο του 2019, η Amazon διακομιστές με επεξεργαστές ARM 64 πυρήνων είναι ένα σύστημα σε τσιπ που βασίζεται στον ίδιο πυρήνα ARM Neoverse N1. Σε ορισμένες δοκιμές, οι περιπτώσεις ARM (M6g και M6gd) είχαν καλύτερες επιδόσεις και μερικές φορές πολύ καλύτερες από το x86.
Τον Νοέμβριο του 2019, αναφέρθηκε ότι η αμερικανική startup Nuvia . Η startup ιδρύθηκε από τρεις κορυφαίους μηχανικούς που συμμετείχαν στη δημιουργία επεξεργαστών στην Apple και την Google. Υπόσχονται επίσης να αναπτύξουν επεξεργαστές διακομιστών που θα ανταγωνίζονται την Intel και την AMD. Με Η Nuvia έχει σχεδιάσει έναν πυρήνα επεξεργαστή από την αρχή που μπορεί να κατασκευαστεί πάνω από την αρχιτεκτονική ARM, αλλά χωρίς να αποκτήσει άδεια ARM.
Όλα αυτά δείχνουν ότι οι επεξεργαστές RISC μπορούν να βρουν εφαρμογή όχι μόνο σε φορητές συσκευές, αλλά και σε διακομιστές, καθώς και σε επιτραπέζιους υπολογιστές και φορητούς υπολογιστές. Παρεμπιπτόντως, υπάρχουν φήμες ότι .
Στην πραγματικότητα, τα τελευταία μοντέλα iPad Pro με επεξεργαστές ARM A12X είναι σχεδόν εξίσου ισχυρά με το MacBook Pro 15 ιντσών με επεξεργαστές Core i7 και Core i9, οπότε μια τέτοια αναβάθμιση θα ήταν πολύ λογική.
Πηγή: www.habr.com