Compañía de California Amperio presentou o primeiro procesador de servidor ARM de 80 núcleos da industria baseado nunha arquitectura de 64 bits Ampere Altra.

Desde hai varios anos, os expertos prevén que a plataforma ARM competirá con x86 nos centros de datos, pero isto non está a suceder. A finais de 2019 alí Intel domina cunha participación do 95,5%, AMD ten un 4,5%.

Non obstante, o novo procesador ARM do benchmark enteiro SPECrate 2017 mostra un rendemento maior que o AMD EPYC de 64 núcleos máis rápido ou o Xeon de 28 núcleos superior da familia Cascade Lake. Esta xa é unha afirmación seria (aínda que os resultados de referencia son un pouco "retorcidos", vexa a continuación).

A principal vantaxe de ARM é a eficiencia enerxética, que, por definición, non pode ser igualada polos procesadores x86 debido á arquitectura. O Ampere Altra de 80 núcleos ten un TDP de 45-210 W e unha velocidade de reloxo de 3 GHz.

Ampere cre que un fío por núcleo en lugar de dous conduce a unha maior seguridade porque este deseño protexe mellor os núcleos individuais de ataques de canle lateral como Meltdown e Spectre.

O procesador está deseñado para aplicacións de servidor como análise de datos, intelixencia artificial, bases de datos, almacenamento, pilas de telecomunicacións, computación de borde, hospedaxe web e aplicacións na nube. Especialmente para aplicacións de aprendizaxe automática, implementouse soporte de hardware para os formatos de datos FP16 (números de media precisión) e INT8 (representación de enteiros dun só byte). Tamén hai aceleración de hardware para hash AES e SHA-256.

Os chips son fabricados na planta de TSMC utilizando a tecnoloxía de proceso de 7 nm. As primeiras mostras de CPU xa se enviaron a clientes potenciais e está previsto que a produción en masa comece a mediados de 2020.

O conselleiro delegado de Ampere e expresidente de Intel, Renée James, fundou Ampere Computing en outubro de 2017 na fundación da quebra Applied Micro Circuits Corporation (1979-2017), que tamén deseñou procesadores de servidor ARM. En particular, en 2011 presentou a plataforma X-Gene de 64 bits baseada en ARMv8-A.

James combina actualmente os cargos de CEO e Presidente do Consello de Administración de Ampere Computing co cargo de Vicepresidente do National Security Telecommunications Advisory Committee, que asesora ao presidente dos Estados Unidos.

Pregúntome o éxito que terá o novo intento de levar procesadores ARM ao mercado dos servidores.

"Lanzamos o procesador co maior número de núcleos do mercado", di Xaime. "Agora enviámolo [para probalo] a algúns dos maiores provedores de nube da industria... Creo que a xente se sorprenderá. [As tecnoloxías anteriores] sempre son substituídas por algo novo. E se non dunha empresa existente, entón dunha nova. É moi emocionante traballar no que vexo como a próxima etapa da industria".

Falouse moito dos chips de servidor ARM de 64 bits nos últimos anos, cando AMD e o mencionado Applied Micro intentaron producir procesadores similares. Pero estas empresas fracasaron. AMD pechou o seu proxecto ARM e os activos de Applied Micro foron vendidos empresa Macom. En 2017, Carlyle Group comprou a súa división de procesadores ARM. O acordo pechouse a finais de 2019 e James asumiu o cargo de CEO da nova compañía, deixando o seu posto de COO no Carlyle Group.

Dúas plataformas de servidor Ampere: Mt. Xade e Mt. Neve

Os núcleos dun só fío de Ampere Altra e os "servidores densos e eficientes enerxéticamente" que se poden construír con ditas CPU permitirán aos clientes "maximizar o número de servizos que poden implantar na nube", dixo a compañía.

O procesador Ampere Altra baséase na plataforma ARM Neoverse N1. Recibíronse comentarios positivos sobre os novos servidores dos enxeñeiros de Microsoft Azure, Oracle, Canonical, VMware, Kinvolk, Packet, Lenovo, Gigabyte, Wiwynn e Micron, todos eles citados no comunicado de prensa.

Servidor Mt. Jade para dous procesadores (160 núcleos): análise de datos, base de datos, web

A compañía di que o software está listo para funcionar con Ampere Altra: "O máis importante neste momento é que se miras todas as capas, a capa do SO, todo, desde Linux ata BSD ata Windows, todos admiten ARM", di Jeff Wittich Wittich. Vicepresidente Senior de Produtos en Ampere. — Para a virtualización, temos soporte para Kubernetes, Docker, VMware e KBM. Alí se apoia todo. A nivel de aplicación, todo o que hoxe funciona na nube xa funciona aquí”.

Servidor Mt. Neve nun procesador: informática de punta, servizos de telecomunicacións, web, almacenamento de datos

Especificacións

• Subsistema procesador
  • 80 núcleos ARM v8.2+ de 64 bits con frecuencia de ata 3,0 GHz con Sustained Turbo, engade algunhas melloras de ARM v8.3 e v8.4
  • 1 KB de caché L64 I, 1 KB de caché L64 D por núcleo, 2 MB de caché L1 por núcleo, 32 MB de caché de nivel de sistema compartido (SLC)
  • Fluxo de instrucións SIMD (instrución única, datos múltiples) de dobre ancho (128 bits)
  • Interconexións coherentes nunha rede de malla
• Memoria do sistema
  • 8 canles DDR72-4 de 3200 bits
  • ECC, ECC baseado en símbolos, DDR4 RAS
  • Ata 16 DIMM e 4 TB por socket
• Recursos do sistema
  • Virtualización de interrupcións completas (GICv3)
  • Virtualización de E/S completa (SMMUv3)
  • Fiabilidade RAS (fiabilidade, dispoñibilidade, servizo) de clase de servidor empresarial
• Rede
  • 128 carrís PCIe Gen4
    • 8 x8 PCIe + 4 x16 PCIe/CCIX con soporte para Extended Speed ​​​​Mode (ESM) para transferencia de datos a 20/25 GT/s (gigatransaccións por segundo)
    • 48 controladores para soportar ata 32 conexións x2
  • 192 liñas en configuración 2P
  • Soporte de múltiples tomas
  • 4 liñas x16 CCIX
• Rango de temperatura - de 0 °C a +90 °C
• Comida
  • CPU: 0,80 V, DDR4: 1,2 V
  • E/S: 3,3 V/1,8 V, SerDes PLL: 1,8 V
• Xestión de enerxía – Clasificación dinámica, Turbo Gen2, protección contra subtensión
• Vivenda – FCLGA de 4926 pines
• Produción – Tecnoloxía FinFET 7 nm

Puntos de referencia

Jeff Wittich di que o procesador Ampere realiza un 4% mellor que o procesador EPYC máis rápido de AMD en referencias e consome un 14% menos de enerxía. Estamos a falar dun procesador EPYC de 64 núcleos
7742 cun TDP de 225 W e un custo de $ 6950. Este é o máis potente da familia de procesadores EPYC 2 baseada na microarquitectura Zen 2. A familia presentouse en agosto de 2019.

Wittich tamén fixo unha comparación co procesador Xeon de 28 núcleos da familia Cascade Lake. O procesador Ampere Altra superouno en "2,23 veces en rendemento e 2,11 veces en eficiencia enerxética". Aquí comparouse o rendemento co Xeon Platinum 28 de 8280 núcleos (205 W) e calculouse a eficiencia enerxética por núcleo.

Segundo os informes, o procesador Ampere Altra obtén unha puntuación superior a 2017 no índice de referencia enteiro SPECrate 259. táboa de resultados isto é inferior ao rendemento máximo do sistema de servidor ASUS RS720A-E9(KNPP-D32) (2.20 GHz, AMD EPYC 7601) e o sistema de servidor ASUS RS500A-E10(KRPA-U16) a 2.25 GHz, AMD EPYC 7742.

Non obstante, na comparación de rendemento, Ampere aplicou un factor de 0,85 aos resultados de AMD debido ao uso da suite de compiladores AMD64 para compilar o código de referencia, en comparación co GCC 8.2 que utilizou, xa que o compilador AMD C/C++ produce máis optimizados. código que GCC en ARM.

A pesar de tales axustes no punto de referencia, Ampere Altra parece moi impresionante en termos de rendemento e eficiencia enerxética. Un rack de servidor estándar de 42U cunha fonte de alimentación de 12,5 kW pode albergar uns 3500 núcleos de procesador, aforrando vatios por núcleo.

E isto é só o comezo. Jeff Wittich dixo que nun ano haberá outro produto no mercado, co nome en clave Mystique, no que Ampere aumentará aínda máis o número de núcleos.

Mystique admitirá o mesmo socket, polo que non haberá que substituír as placas base. O SoC Siryn de próxima xeración está previsto para o lanzamento en 2022.

Nos últimos anos, vimos varios intentos de lanzar procesadores de servidor ARM de diferentes empresas: Broadcom/Cavium/Marvell, Calxeda, Huawei, Fujitsu, Phytium, Annapurna/Amazon e AppliedMicro/Ampere. A maioría destes intentos non tiveron éxito. Pero hai sinais de que a situación está cambiando. En decembro de 2019, Amazon lanzado á produción servidores con procesadores ARM de 64 núcleos Gravitón 2 é un sistema en chip baseado no mesmo núcleo ARM Neoverse N1. Nalgunhas probas, as instancias ARM (M6g e M6gd) funcionaron mellor, e ás veces moito mellor, que x86.

En novembro de 2019, informouse de que a startup estadounidense Nuvia atraeu 53 millóns de dólares en financiamento de risco. A startup foi fundada por tres enxeñeiros líderes que participaron na creación de procesadores en Apple e Google. Tamén prometen desenvolver procesadores de servidor que competirán con Intel e AMD. Por información dispoñibleNuvia deseñou un núcleo de procesador desde cero que se pode construír sobre a arquitectura ARM, pero sen obter unha licenza ARM.

Todo isto indica que os procesadores RISC poden atopar aplicación non só en dispositivos móbiles, senón tamén en servidores, así como en ordenadores de sobremesa e portátiles. Por certo, hai rumores de que Os futuros portátiles Apple MacBook tamén se lanzarán en procesadores ARM.

De feito, os últimos modelos de iPad Pro con procesadores ARM A12X son case tan potentes como o MacBook Pro de 15 polgadas con procesadores Core i7 e Core i9, polo que tal actualización sería bastante lóxica.

Fonte: www.habr.com