kaliforniai cég Amper bemutatta az iparág első 80 magos, 64 bites architektúrán alapuló ARM szerverprocesszorát Ampere Altra.

A szakértők már több éve azt jósolják, hogy az ARM platform felveszi a versenyt az x86-tal az adatközpontokban, de ez nem történik meg. 2019 végén ott Az Intel dominál 95,5%-os részesedéssel, az AMD 4,5%-kal rendelkezik.

A SPECrate 2017 integer benchmark új ARM processzora azonban nagyobb teljesítményt mutat, mint a leggyorsabb 64 magos AMD EPYC vagy a Cascade Lake család legjobb 28 magos Xeonja. Ez már komoly állítás (bár a benchmark eredmények kissé „csavartak”, lásd alább).

Az ARM fő előnye az energiahatékonyság, amihez értelemszerűen az architektúra miatt nem férnek hozzá az x86-os processzorok. A 80 magos Ampere Altra TDP-je 45-210 W, órajele pedig 3 GHz.

Az Ampere úgy véli, hogy magonként egy szál kettő helyett nagyobb biztonsághoz vezet, mivel ez a kialakítás jobban védi az egyes magokat az olyan oldalcsatornás támadásoktól, mint a Meltdown és a Spectre.

A processzort olyan szerveralkalmazásokhoz tervezték, mint az adatelemzés, a mesterséges intelligencia, az adatbázisok, a tárolás, a telekommunikációs stackek, az éles számítástechnika, a webtárhely és a felhőalkalmazások. Különösen a gépi tanulási alkalmazásokhoz valósították meg az FP16 (félpontos számok) és az INT8 (egybájtos egész szám ábrázolás) adatformátumok hardveres támogatását. Az AES és az SHA-256 kivonatokhoz hardveres gyorsítás is van.

A chipeket a TSMC üzemben gyártják 7 nm-es gyártástechnológiával. Az első CPU-mintákat már elküldték a potenciális ügyfeleknek, a tömeggyártás pedig a tervek szerint 2020 közepén indul.

Az Ampere vezérigazgatója és korábbi Intel-elnöke, Renée James 2017 októberében alapította meg az Ampere Computing céget a csődbe ment Applied Micro Circuits Corporation (1979-2017) alapítványán, amely ARM szerverprocesszorokat is tervezett. Különösen 2011-ben mutatta be az ARMv64-A-n alapuló 8 bites X-Gene platformot.

James jelenleg az Ampere Computing vezérigazgatói és igazgatótanácsi elnöki pozícióit egyesíti az Egyesült Államok elnökének tanácsot adó Nemzetbiztonsági Távközlési Tanácsadó Bizottság alelnöki posztjával.

Kíváncsi vagyok, mennyire lesz sikeres az ARM processzorok szerverpiacra való új kísérlete.

"Kiadtuk azt a processzort, amely a legtöbb magot tartalmazza a piacon" beszél James. „Most elküldtük [tesztelésre] az iparág legnagyobb felhőszolgáltatóinak... Azt hiszem, az emberek meglepődnek. [A korábbi technológiákat] mindig valami új váltja fel. És ha nem egy meglévő cégtől, akkor egy újtól. Nagyon izgalmas azon dolgozni, amit az iparág következő szakaszának tekintek."

Sok szó esett a 64 bites ARM szerverchipekről az elmúlt években, amikor az AMD és a már említett Applied Micro megpróbált hasonló processzorokat gyártani. De ezek a cégek kudarcot vallottak. Az AMD lezárta az ARM projektjét és az Applied Micro eszközeit eladásra kerültek Macom cég. 2017-ben a Carlyle Group megvásárolta az ARM processzor részlegét. Az ügylet 2019 végén lezárult, és James átvette az új vállalat vezérigazgatói posztját, így a Carlyle Group vezérigazgatói posztját elhagyta.

Két Ampere szerverplatform: Mt. Jade és Mt. Hó

Az Ampere Altra egyszálú magjai és az ilyen CPU-kra építhető "sűrű, energiahatékony szerverek" lehetővé teszik az ügyfelek számára, hogy "maximalizálják a felhőben telepíthető szolgáltatások számát" - közölte a vállalat.

Az Ampere Altra processzor a platformon alapul ARM Neovere N1. Pozitív visszajelzések érkeztek az új szerverekről a Microsoft Azure, az Oracle, a Canonical, a VMware, a Kinvolk, a Packet, a Lenovo, a Gigabyte, a Wiwynn és a Micron mérnökeitől, akiket a sajtóközlemény idéz.

Szerver Mt. Jade két processzorhoz (160 mag): adatelemzés, adatbázis, web

A cég szerint a szoftver készen áll az Ampere Altrával való együttműködésre: „A legnagyobb dolog jelenleg az, hogy ha megnézzük az összes réteget, az operációs rendszer rétegét, a Linuxtól a BSD-n át a Windowsig minden támogatja az ARM-et” – mondja Jeff Wittich Wittich. Az Ampere termékekért felelős vezető alelnöke. — A virtualizációhoz a Kubernetes, a Docker, a VMware és a KBM támogatást nyújtunk. Ott minden támogatott. Alkalmazási szinten minden, ami ma a felhőben működik, már itt is működik.”

Szerver Mt. Hó egy processzoron: szélső számítástechnika, távközlési szolgáltatások, web, adattárolás

Műszaki adatok

• Processzor alrendszer
  • 80 ARM v8.2+ 64 bites mag, akár 3,0 GHz-es órajele Sustained Turbo funkcióval, némi fejlesztéssel az ARM v8.3 és v8.4 verziókhoz képest
  • 1 KB L64 I-gyorsítótár, 1 KB L64 D-gyorsítótár magonként, 2 MB L1 gyorsítótár magonként, 32 MB megosztott rendszerszintű gyorsítótár (SLC)
  • Dupla szélességű (128 bites) SIMD (egy utasítás, több adat) utasításfolyam
  • Koherens összeköttetések mesh hálózatban
• Rendszermemória
  • 8x 72 bites DDR4-3200 csatorna
  • ECC, szimbólum alapú ECC, DDR4 RAS
  • Akár 16 DIMM és 4 TB aljzatonként
• Rendszer erőforrások
  • Teljes megszakítási virtualizáció (GICv3)
  • Teljes I/O virtualizáció (SMMUv3)
  • Vállalati szerver osztályú RAS (Reliability, Availability, Serviceability) megbízhatóság
• Hálózat
  • 128 PCIe Gen4 sáv
    • 8 x 8 PCIe + 4 x 16 PCIe/CCIX, az Extended Speed ​​​​Mode (ESM) támogatásával 20/25 GT/s adatátvitelhez (gigatranzakció másodpercenként)
    • 48 vezérlő akár 32 x 2 csatlakozás támogatásához
  • 192 sor 2P konfigurációban
  • Több aljzat támogatása
  • 4 soros x16 CCIX
• Hőmérséklet tartomány – 0°C és +90°C között
• Elelmiszer
  • CPU: 0,80 V, DDR4: 1,2 V
  • I/O: 3,3V/1,8V, SerDes PLL: 1,8V
• Energiagazdálkodás – Dinamikus besorolás, Turbo Gen2, feszültségcsökkenés elleni védelem
• ház – 4926 tűs FCLGA
• Termelés – FinFET 7 nm technológia

Benchmarkok

Jeff Wittich szerint az Ampere processzor teljesítménye 4%-kal jobb, mint az AMD leggyorsabb EPYC processzora, és 14%-kal kevesebb energiát fogyaszt. 64 magos EPYC processzorról beszélünk
7742, 225 W-os TDP-vel és 6950 dolláros költséggel. Ez a legerősebb a Zen 2 mikroarchitektúrán alapuló EPYC 2 processzorcsaládban. A családot 2019 augusztusában mutatták be.

Wittich összehasonlítást végzett a Cascade Lake család 28 magos Xeon processzorával is. Az Ampere Altra processzor teljesítményben 2,23-szoros teljesítményben, energiahatékonyságban pedig 2,11-szeresen teljesített. Itt a teljesítményt a 28 magos Xeon Platinum 8280-al (205 W) hasonlították össze, és magonként számították ki az energiahatékonyságot.

Az Ampere Altra processzor állítólag 2017 feletti pontszámot ér el a SPECrate 259 integer benchmarkban. eredmények táblázata ez gyengébb az ASUS RS720A-E9(KNPP-D32) szerverrendszer (2.20 GHz, AMD EPYC 7601) és az ASUS RS500A-E10(KRPA-U16) 2.25 GHz-es, AMD EPYC 7742 szerverrendszer csúcsteljesítményénél.

A teljesítmény-összehasonlítás során azonban az Ampere 0,85-ös tényezőt alkalmazott az AMD eredményeire, mivel az AMD64 fordítócsomagot használta a benchmark kód lefordításához, összehasonlítva a saját maga által használt GCC 8.2-vel, mivel az AMD C/C++ fordító optimalizáltabb teljesítményt nyújt. kód, mint a GCC az ARM-en.

A teljesítmény és az energiahatékonyság tekintetében az Ampere Altra a teljesítmény és az energiahatékonyság tekintetében igen lenyűgözőnek tűnik a benchmark ilyen finomításai ellenére. Egy szabványos, 42 kW-os tápegységgel rendelkező 12,5U-s szerverállvány körülbelül 3500 processzormagot képes magonként wattot takarítani.

És ez még csak a kezdet. Jeff Wittich elmondta, hogy egy év múlva újabb termék lesz a piacon, a Mystique kódnéven, amelyben az Ampere tovább növeli a magok számát.

A Mystique ugyanazt az aljzatot fogja támogatni, így nem lesz szükség az alaplapok cseréjére. A következő generációs Siryn SoC megjelenését 2022-ben tervezik.

Az elmúlt években számos kísérletet láthattunk különböző cégek ARM szerverprocesszorainak kiadására: Broadcom/Cavium/Marvell, Calxeda, Huawei, Fujitsu, Phytium, Annapurna/Amazon és AppliedMicro/Ampere. A legtöbb ilyen próbálkozás sikertelen volt. De a jelek szerint a helyzet megváltozik. 2019 decemberében az Amazon bevezették a gyártásba szerverek 64 magos ARM processzorokkal graviton2 egy chip-alapú rendszer, amely ugyanazon az ARM Neoverse N1 magon alapul. Egyes tesztekben az ARM-példányok (M6g és M6gd) jobban, néha sokkal jobban teljesítettek, mint az x86.

2019 novemberében arról számoltak be, hogy az amerikai Nuvia startup 53 millió dollár kockázati finanszírozást vonzott. A startupot három vezető mérnök alapította, akik az Apple és a Google processzorainak létrehozásában vettek részt. Azt is ígérik, hogy olyan szerverprocesszorokat fejlesztenek ki, amelyek felveszik a versenyt az Intellel és az AMD-vel. Által elérhető információkA Nuvia az alapoktól kezdve olyan processzormagot tervezett, amely az ARM architektúrára építhető, de ARM-licenc megszerzése nélkül.

Mindez azt jelzi, hogy a RISC processzorok nemcsak mobil eszközökön, hanem szervereken, valamint asztali számítógépeken és laptopokon is alkalmazást tudnak találni. Mellesleg olyan pletykák keringenek A jövőbeli Apple MacBook laptopok ARM processzorokon is megjelennek.

Valójában a legújabb iPad Pro modellek ARM A12X processzorokkal majdnem olyan erősek, mint a 15 hüvelykes MacBook Pro Core i7 és Core i9 processzorokkal, így egy ilyen frissítés teljesen logikus lenne.

Forrás: will.com