カリフォルニアの会社 アンペア 業界初の80ビットアーキテクチャに基づく64コアARMサーバープロセッサを導入 アンペール アルトラ.

ここ数年、専門家は ARM プラットフォームがデータセンターで x86 と競合するだろうと予測してきましたが、実際にはそうなりません。 2019年の年末には、 Intelが95,5%のシェアで独占, AMDは4,5％です。

ただし、SPECrate 2017 整数ベンチマークの新しい ARM プロセッサは、最速の 64 コア AMD EPYC や Cascade Lake ファミリの上位 28 コア Xeon よりも高いパフォーマンスを示しています。 これはすでに深刻な主張です (ただし、ベンチマーク結果は少し「歪んでいます」。以下を参照)。

ARM の主な利点はエネルギー効率ですが、定義上、そのアーキテクチャのせいで x86 プロセッサに匹敵することはできません。 80 コア アンペア Altra の TDP は 45 ～ 210 W、クロック速度は 3 GHz です。

Ampere は、コアあたり XNUMX スレッドではなく XNUMX スレッドの方がセキュリティの向上につながると考えています。この設計により、個々のコアがメルトダウンやスペクターなどのサイドチャネル攻撃からより適切に保護されるからです。

このプロセッサは、データ分析、人工知能、データベース、ストレージ、通信スタック、エッジ コンピューティング、Web ホスティング、クラウド アプリケーションなどのサーバー アプリケーション向けに設計されています。 特に機械学習アプリケーション向けに、FP16 (半精度数値) および INT8 (256 バイト整数表現) データ形式のハードウェア サポートが実装されました。 AES および SHA-XNUMX ハッシュ用のハードウェア アクセラレーションもあります。

チップはTSMC工場で7nmプロセス技術を使用して製造されています。 最初の CPU サンプルはすでに潜在顧客に送られており、量産は 2020 年半ばに開始される予定です。

Ampere の CEO で元インテル社長の Renee James は、ARM サーバー プロセッサも設計していた破産した Applied Micro Circuits Corporation (2017 ～ 1979 年) を基盤として、2017 年 2011 月に Ampere Computing を設立しました。 特に、64 年には ARMv8-A に基づく XNUMX ビット X-Gene プラットフォームを導入しました。

James は現在、Ampere Computing の CEO および取締役会会長の職と、米国大統領に助言する国家安全保障電気通信諮問委員会の副委員長の職を兼務しています。

ARMプロセッサをサーバー市場に導入するという新たな試みがどれほど成功するかは疑問だ。

「私たちは市場で最も多くのコア数を備えたプロセッサをリリースしました。」 彼は話します ジェームス。 「今、私たちはそれを（テストのために）業界最大手のクラウドプロバイダーのいくつかに送りました...人々は驚かれると思います。 [以前のテクノロジー] は常に新しいものに置き換えられます。 そして、既存の会社からではない場合は、新しい会社から。 業界の次の段階と思われることに取り組むのはとてもエキサイティングです。」

過去数年、AMD と前述の Applied Micro が同様のプロセッサの製造を試みたとき、64 ビット ARM サーバー チップについては多くの話題がありました。 しかし、これらの企業は失敗しました。 AMDはARMプロジェクトとApplied Microの資産を閉鎖 売られていました マコム社。 2017 年、カーライル グループは ARM プロセッサ部門を買収しました。 取引は2019年末に完了し、ジェームズ氏が新会社のCEOに就任し、カーライル・グループの最高執行責任者（COO）の職を離れた。

XNUMX つの Ampere サーバー プラットフォーム: Mt. 翡翠と山雪

Ampere Altra のシングルスレッド コアと、そのような CPU 上に構築できる「高密度でエネルギー効率の高いサーバー」により、顧客は「クラウドに展開できるサービスの数を最大化」できると同社は述べています。

Ampere Altra プロセッサはプラットフォームに基づいています ARM ネオバース N1。 新しいサーバーについては、Microsoft Azure、Oracle、Canonical、VMware、Kinvolk、Packet、Lenovo、Gigabyte、Wiwynn、Micron のエンジニアから肯定的なフィードバックが寄せられており、その全員がプレス リリースで引用されています。

サーバー山Jade 160 プロセッサー (XNUMX コア): データ分析、データベース、Web

同社は、このソフトウェアは Ampere Altra で動作する準備ができていると述べており、「現時点で最も重要なことは、すべてのレイヤー、OS レイヤー、Linux から BSD、Windows に至るまで、すべてが ARM をサポートしていることです」と Jeff Wittich 氏は述べています。 , Ampere 社製品担当上級副社長。 — 仮想化については、Kubernetes、Docker、VMware、KBM をサポートしています。 そこではすべてがサポートされています。 アプリケーション レベルでは、現在クラウドで機能するものはすべて、すでにここで機能しています。」

サーバー山XNUMX つのプロセッサ上の雪: エッジ コンピューティング、通信サービス、Web、データ ストレージ

仕様書

• プロセッササブシステム
  • 80 個の ARM v8.2+ 64 ビット コア、Sustained Turbo で最大 3,0 GHz でクロックされ、ARM v8.3 および v8.4 からいくつかの改善が追加されています。
  • 1 KB L64 I キャッシュ、コアあたり 1 KB L64 D キャッシュ、コアあたり 2 MB L1 キャッシュ、32 MB 共有システム レベル キャッシュ (SLC)
  • ダブル幅 (128 ビット) SIMD (単一命令、複数データ) 命令ストリーム
  • メッシュネットワークにおけるコヒーレントな相互接続
• システムメモリ
  • 8x 72 ビット DDR4-3200 チャネル
  • ECC、シンボルベースECC、DDR4 RAS
  • ソケットあたり最大 16 個の DIMM と 4 TB
• システム リソース
  • 完全な割り込み仮想化 (GICv3)
  • 完全な I/O 仮想化 (SMMUv3)
  • エンタープライズサーバークラスの RAS (信頼性、可用性、保守性) の信頼性
• Сеть
  • 128 PCIe Gen4 レーン
    • 8 x8 PCIe + 4 x16 PCIe/CCIX、20/25 GT/s (ギガトランザクション/秒) でのデータ転送のための拡張スピード モード (ESM) をサポート
    • 48 個のコントローラーで最大 32 個の x2 接続をサポート
  • 192P構成で2回線
  • 複数のソケットのサポート
  • 4行×16 CCIX
• 温度範囲 – 0°C ～ +90°C
• 食品
  • CPU：0,80V、DDR4：1,2V
  • I/O: 3,3V/1,8V、SerDes PLL: 1,8V
• パワー管理 – 動的定格、Turbo Gen2、低電圧保護
• Корпус – 4926ピンFCLGA
• 製造業 – FinFET 7nmテクノロジー

ベンチマーク

Jeff Wittich 氏によると、Ampere プロセッサはベンチマークで AMD の最速 EPYC プロセッサよりもパフォーマンスが 4% 優れており、消費電力は 14% 少ないとのことです。 64 コア EPYC プロセッサについて話しています。
7742、TDP 225 W、価格は 6950 ドル。 これは、Zen 2 マイクロアーキテクチャに基づく EPYC 2 プロセッサ ファミリの中で最も強力であり、2019 年 XNUMX 月に導入されました。

Wittich氏は、Cascade Lakeファミリーの28コアXeonプロセッサとの比較も行った。 Ampere Altra プロセッサは、「パフォーマンスで 2,23 倍、エネルギー効率で 2,11 倍」という点でそれを上回りました。 ここでは、28 コア Xeon Platinum 8280 (205 W) とパフォーマンスを比較し、コアごとのエネルギー効率を計算しました。

Ampere Altra プロセッサは、SPECrate 2017 整数ベンチマークで 259 以上のスコアを獲得したと報告されています。 結果表 これは、ASUS RS720A-E9(KNPP-D32) サーバー システム (2.20 GHz、AMD EPYC 7601) および ASUS RS500A-E10(KRPA-U16) サーバー システム 2.25 GHz、AMD EPYC 7742 のピーク パフォーマンスより劣ります。

ただし、パフォーマンスの比較では、AMD C/C++ コンパイラーの方がより最適化された結果を生成するため、Ampere は、ベンチマーク コードのコンパイルに AMD0,85 コンパイラー スイートを使用したことにより、AMD 自身が使用した GCC 64 と比較して、AMD の結果に係数 8.2 を適用しました。 ARM 上の GCC よりもコードが複雑です。

ベンチマークに対するこのような微調整にもかかわらず、Ampere Altra はパフォーマンスとエネルギー効率の点で非常に印象的です。 42 kW の電源を備えた標準的な 12,5U サーバー ラックには、約 3500 個のプロセッサ コアを搭載でき、コアあたりのワット数を節約できます。

そしてこれはほんの始まりにすぎません。 Jeff Wittich 氏は、XNUMX 年以内にコードネーム Mystique という別の製品が市場に登場し、Ampere はコア数をさらに増やす予定であると述べました。

Mystique は同じソケットをサポートするため、マザーボードを交換する必要はありません。 次世代 Siryn SoC は 2022 年にリリースされる予定です。

近年、Broadcom/Cavium/Marvell、Calxeda、Huawei、Fujitsu、Phytium、Annapurna/Amazon、AppliedMicro/Ampere など、さまざまな企業から ARM サーバー プロセッサをリリースする試みがいくつか見られました。 これらの試みのほとんどは失敗に終わりました。 しかし、状況が変わりつつある兆しはある。 2019 年 XNUMX 月にアマゾン 実稼働環境にロールアウトされた 64 コア ARM プロセッサを搭載したサーバー グラビトン2 は、同じコア ARM Neoverse N1 コアに基づくシステムオンチップです。 一部のテストでは、ARM インスタンス (M6g および M6gd) のパフォーマンスが x86 よりも優れており、場合によってははるかに優れています。

2019年XNUMX月にアメリカのスタートアップNuviaが 53万ドルのベンチャー資金を集めた。 このスタートアップは、Apple と Google でプロセッサの開発に携わった XNUMX 人の主要なエンジニアによって設立されました。 また、IntelやAMDと競合するサーバープロセッサを開発すると約束している。 による 入手可能な情報Nuvia は、ARM ライセンスを取得せずに ARM アーキテクチャ上に構築できるプロセッサ コアをゼロから設計しました。

これらすべては、RISC プロセッサがモバイル デバイスだけでなく、サーバー、さらにはデスクトップ コンピュータやラップトップにも応用できることを示しています。 ちなみにこんな噂もあります 将来の Apple MacBook ラップトップも ARM プロセッサでリリースされる予定.

実際、ARM A12X プロセッサを搭載した最新の iPad Pro モデルは、Core i15 および Core i7 プロセッサを搭載した 9 インチ MacBook Pro とほぼ同じくらい強力であるため、このようなアップグレードは非常に合理的です。

出所： habr.com