perusahaan California Amper memperkenalkan prosesor server ARM 80-core pertama di industri berdasarkan arsitektur 64-bit Ampere Altra.

Selama beberapa tahun, para ahli telah memperkirakan bahwa platform ARM akan bersaing dengan x86 di pusat data, namun hal ini tidak terjadi. Di penghujung tahun 2019 disana Intel mendominasi dengan pangsa 95,5%, AMD memiliki 4,5%.

Namun, prosesor ARM baru dalam benchmark integer SPECrate 2017 menunjukkan kinerja yang lebih tinggi daripada AMD EPYC 64-core tercepat atau Xeon 28-core teratas dari keluarga Cascade Lake. Ini sudah merupakan klaim yang serius (walaupun hasil benchmarknya sedikit “memutarbalikkan”, lihat di bawah).

Keuntungan utama ARM adalah efisiensi energi, yang menurut definisi, tidak dapat ditandingi oleh prosesor x86 karena arsitekturnya. Ampere Altra 80-core memiliki TDP 45-210 W dan kecepatan clock 3 GHz.

Ampere percaya bahwa satu thread per inti, bukan dua, menghasilkan keamanan yang lebih baik karena desain ini lebih baik dalam melindungi masing-masing inti dari serangan saluran samping seperti Meltdown dan Spectre.

Prosesor ini dirancang untuk aplikasi server seperti analisis data, kecerdasan buatan, database, penyimpanan, tumpukan telekomunikasi, komputasi tepi, hosting web, dan aplikasi cloud. Khusus untuk aplikasi pembelajaran mesin, dukungan perangkat keras untuk format data FP16 (angka setengah presisi) dan INT8 (representasi bilangan bulat byte tunggal) telah diterapkan. Ada juga akselerasi perangkat keras untuk hashing AES dan SHA-256.

Chip tersebut diproduksi di pabrik TSMC menggunakan teknologi proses 7 nm. Sampel CPU pertama telah dikirim ke pelanggan potensial, dan produksi massal direncanakan akan dimulai pada pertengahan tahun 2020.

CEO Ampere dan mantan Presiden Intel Renée James mendirikan Ampere Computing pada bulan Oktober 2017 di atas fondasi Applied Micro Circuits Corporation (1979-2017) yang bangkrut, yang juga merancang prosesor server ARM. Secara khusus, pada tahun 2011 mereka memperkenalkan platform X-Gene 64-bit berdasarkan ARMv8-A.

James saat ini menggabungkan posisi CEO dan Ketua Dewan Direksi Ampere Computing dengan posisi Wakil Ketua Komite Penasihat Telekomunikasi Keamanan Nasional, yang memberikan nasihat kepada Presiden Amerika Serikat.

Saya bertanya-tanya seberapa sukses upaya baru untuk menghadirkan prosesor ARM ke pasar server.

“Kami merilis prosesor dengan jumlah core terbanyak di pasar,” говорит Yakobus. “Sekarang kami telah mengirimkannya [untuk pengujian] ke beberapa penyedia cloud terbesar di industri... Saya pikir orang-orang akan terkejut. [Teknologi sebelumnya] selalu digantikan oleh sesuatu yang baru. Dan jika bukan dari perusahaan yang sudah ada, maka dari perusahaan baru. Sangat menarik untuk mengerjakan apa yang saya lihat sebagai tahap selanjutnya dalam industri ini."

Ada banyak pembicaraan tentang chip server ARM 64-bit dalam beberapa tahun terakhir, ketika AMD dan Applied Micro yang disebutkan di atas mencoba memproduksi prosesor serupa. Namun perusahaan-perusahaan ini gagal. AMD menutup proyek ARM-nya, dan aset Applied Micro sudah terjual perusahaan Macom. Pada tahun 2017, Carlyle Group membeli divisi prosesor ARM-nya. Kesepakatan tersebut ditutup pada akhir tahun 2019, dan James mengambil alih sebagai CEO perusahaan baru tersebut, meninggalkan posisinya sebagai COO di Carlyle Group.

Platform server dua Ampere: Mt. Giok dan Mt. Salju

Inti single-threaded Ampere Altra dan “server padat dan hemat energi” yang dapat dibangun pada CPU tersebut akan memungkinkan pelanggan untuk “memaksimalkan jumlah layanan yang dapat mereka terapkan di cloud,” kata perusahaan itu.

Prosesor Ampere Altra didasarkan pada platform LENGAN Neoverse N1. Umpan balik positif mengenai server baru ini telah diterima dari para insinyur di Microsoft Azure, Oracle, Canonical, VMware, Kinvolk, Packet, Lenovo, Gigabyte, Wiwynn dan Micron, semuanya dikutip dalam siaran pers.

Server Mt. Jade untuk dua prosesor (160 core): analisis data, database, web

Perusahaan mengatakan perangkat lunaknya siap bekerja dengan Ampere Altra: "Hal terbesar saat ini adalah jika Anda melihat semua lapisan, lapisan OS, semuanya mulai dari Linux hingga BSD hingga Windows semuanya mendukung ARM," kata Jeff Wittich.Wittich , Wakil Presiden Senior Produk di Ampere. — Untuk virtualisasi, kami memiliki dukungan untuk Kubernetes, Docker, VMware dan KBM. Semuanya didukung di sana. Pada tingkat aplikasi, semua yang berfungsi di cloud saat ini sudah berfungsi di sini.”

Server Mt. Salju di satu prosesor: komputasi tepi, layanan telekomunikasi, web, penyimpanan data

Spesifikasi

• Subsistem prosesor
  • 80 core ARM v8.2+ 64-bit dengan clock hingga 3,0 GHz dengan Sustained Turbo, menambahkan beberapa peningkatan dari ARM v8.3 dan v8.4
  • 1 KB L64 I-cache, 1 KB L64 D-cache per inti, 2 MB L1 cache per inti, 32 MB cache tingkat sistem bersama (SLC)
  • Aliran instruksi SIMD (Instruksi Tunggal, Banyak Data) lebar ganda (128-bit).
  • Interkoneksi yang koheren dalam jaringan mesh
• Sistem memori
  • 8x saluran DDR72-4 3200-bit
  • ECC, ECC berbasis simbol, DDR4 RAS
  • Hingga 16 DIMM dan 4 TB per soket
• Sumber daya sistem
  • Virtualisasi interupsi penuh (GICv3)
  • Virtualisasi I/O penuh (SMMUv3)
  • Keandalan RAS (Reliability, Availability, Serviceability) kelas server perusahaan
• Сеть
  • 128 jalur PCIe Gen4
    • 8 x8 PCIe + 4 x16 PCIe/CCIX dengan dukungan Extended Speed ​​​​Mode (ESM) untuk transfer data pada 20/25 GT/s (gigatransaksi per detik)
    • 48 pengontrol untuk mendukung koneksi hingga 32 x2
  • 192 baris dalam konfigurasi 2P
  • Dukungan beberapa soket
  • 4 baris x16 CCIX
• Rentang Suhu – dari 0°C hingga +90°C
• Makanan
  • CPU: 0,80V, DDR4: 1,2V
  • I/O: 3,3V/1,8V, SerDes PLL: 1,8V
• Manajemen daya – Peringkat dinamis, Turbo Gen2, perlindungan tegangan rendah
• Perumahan – FCLGA 4926-pin
• Produksi – Teknologi FinFET 7nm

Tolak ukur

Jeff Wittich mengatakan kinerja prosesor Ampere 4% lebih baik daripada prosesor EPYC tercepat AMD dalam benchmark dan mengkonsumsi daya 14% lebih sedikit. Kita berbicara tentang prosesor EPYC 64-inti
7742 dengan TDP 225 W dan biaya $6950. Ini adalah yang paling bertenaga dalam keluarga prosesor EPYC 2 berdasarkan mikroarsitektur Zen 2. Keluarga ini diperkenalkan pada Agustus 2019.

Wittich juga membuat perbandingan dengan prosesor Xeon 28-core dari keluarga Cascade Lake. Prosesor Ampere Altra mengunggulinya dengan "kinerja 2,23 kali lipat dan efisiensi energi 2,11 kali lipat." Di sini kinerjanya dibandingkan dengan 28-core Xeon Platinum 8280 (205 W), dan efisiensi energi dihitung per core.

Prosesor Ampere Altra dilaporkan mendapat skor di atas 2017 pada benchmark integer SPECrate 259. tabel hasil ini lebih rendah dibandingkan kinerja puncak Sistem Server ASUS RS720A-E9(KNPP-D32) (2.20 GHz, AMD EPYC 7601) dan Sistem Server ASUS RS500A-E10(KRPA-U16) 2.25 GHz, AMD EPYC 7742.

Namun, dalam perbandingan kinerja, Ampere menerapkan faktor 0,85 pada hasil AMD karena penggunaan rangkaian kompiler AMD64 untuk mengkompilasi kode benchmark, dibandingkan dengan GCC 8.2 yang digunakan sendiri, karena kompiler AMD C/C++ menghasilkan lebih optimal kode daripada GCC di ARM.

Meskipun ada perubahan pada benchmark, Ampere Altra terlihat sangat mengesankan dalam hal kinerja dan efisiensi energi. Rak server standar 42U dengan catu daya 12,5 kW dapat mengemas sekitar 3500 inti prosesor, sehingga menghemat watt per inti.

Dan ini baru permulaan. Jeff Wittich mengatakan dalam setahun akan ada produk lain di pasaran dengan nama sandi Mystique, yang mana Ampere akan semakin menambah jumlah core.

Mystique akan mendukung soket yang sama, jadi tidak perlu mengganti motherboard. SoC Siryn generasi berikutnya rencananya akan dirilis pada tahun 2022.

Dalam beberapa tahun terakhir, kami telah melihat beberapa upaya untuk merilis prosesor server ARM dari berbagai perusahaan: Broadcom/Cavium/Marvell, Calxeda, Huawei, Fujitsu, Phytium, Annapurna/Amazon dan AppliedMicro/Ampere. Sebagian besar upaya ini tidak berhasil. Namun ada tanda-tanda bahwa situasinya sedang berubah. Pada bulan Desember 2019, Amazon digulirkan ke dalam produksi server dengan prosesor ARM 64-core gravitasi2 adalah sistem-on-chip yang didasarkan pada inti inti ARM Neoverse N1 yang sama. Dalam beberapa pengujian, instans ARM (M6g dan M6gd) memiliki performa lebih baik, dan terkadang jauh lebih baik, dibandingkan x86.

Pada November 2019, dilaporkan bahwa startup Amerika Nuvia menarik $53 juta dalam pendanaan ventura. Startup ini didirikan oleh tiga insinyur terkemuka yang terlibat dalam pembuatan prosesor di Apple dan Google. Mereka juga berjanji akan mengembangkan prosesor server yang akan bersaing dengan Intel dan AMD. Oleh informasi yang tersediaNuvia telah merancang inti prosesor dari awal yang dapat dibangun di atas arsitektur ARM, tetapi tanpa memperoleh lisensi ARM.

Semua ini menunjukkan bahwa prosesor RISC dapat diterapkan tidak hanya di perangkat seluler, tetapi juga di server, serta di komputer desktop dan laptop. Ngomong-ngomong, ada rumor yang mengatakan itu laptop Apple MacBook masa depan juga akan dirilis dengan prosesor ARM.

Faktanya, model iPad Pro terbaru dengan prosesor ARM A12X hampir sama kuatnya dengan MacBook Pro 15 inci dengan prosesor Core i7 dan Core i9, jadi peningkatan seperti itu cukup logis.

Sumber: www.habr.com