კალიფორნიის კომპანია ამპერი წარმოადგინა ინდუსტრიის პირველი 80 ბირთვიანი ARM სერვერის პროცესორი, რომელიც დაფუძნებულია 64 ბიტიან არქიტექტურაზე ამპერ ალტრა.

უკვე რამდენიმე წელია, ექსპერტები ვარაუდობენ, რომ ARM პლატფორმა კონკურენციას გაუწევს x86-ს მონაცემთა ცენტრებში, მაგრამ ეს ასე არ ხდება. 2019 წლის ბოლოს იქ Intel დომინირებს 95,5% წილით.AMD-ს აქვს 4,5%.

თუმცა, ახალი ARM პროცესორი SPECrate 2017 მთელი რიცხვის ეტალონში აჩვენებს უფრო მაღალ შესრულებას, ვიდრე ყველაზე სწრაფი 64 ბირთვიანი AMD EPYC ან კასკადის ტბის ოჯახის საუკეთესო 28 ბირთვიანი Xeon. ეს უკვე სერიოზული პრეტენზიაა (მიუხედავად იმისა, რომ საორიენტაციო შედეგები ოდნავ „გადაუგრიხეს“, იხილეთ ქვემოთ).

ARM-ის მთავარი უპირატესობა არის ენერგოეფექტურობა, რომელსაც, განსაზღვრებით, ვერ შეედრება x86 პროცესორები არქიტექტურის გამო. 80 ბირთვიანი Ampere Altra აქვს TDP 45-210 W და საათის სიჩქარე 3 GHz.

Ampere თვლის, რომ ერთი ძაფი თითო ბირთვზე ორის ნაცვლად იწვევს უფრო მეტ უსაფრთხოებას, რადგან ეს დიზაინი უკეთ იცავს ცალკეულ ბირთვებს გვერდითი არხის შეტევებისგან, როგორიცაა Meltdown და Specter.

პროცესორი განკუთვნილია სერვერული აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა მონაცემთა ანალიტიკა, ხელოვნური ინტელექტი, მონაცემთა ბაზები, საცავი, ტელეკომის სტეკები, ზღვრული გამოთვლები, ვებ ჰოსტინგი და ღრუბლოვანი აპლიკაციები. განსაკუთრებით მანქანური სწავლების აპლიკაციებისთვის, დანერგილია FP16 (ნახევრად ზუსტი რიცხვები) და INT8 (ერთი ბაიტიანი მთელი რიცხვის წარმოდგენა) მონაცემთა ფორმატების ტექნიკის მხარდაჭერა. ასევე არსებობს ტექნიკის აჩქარება AES და SHA-256 ჰეშინგისთვის.

ჩიპები იწარმოება TSMC ქარხანაში 7 ნმ პროცესის ტექნოლოგიის გამოყენებით. CPU-ის პირველი ნიმუშები უკვე გაიგზავნა პოტენციურ კლიენტებზე და მასობრივი წარმოების დაწყება იგეგმება 2020 წლის შუა რიცხვებში.

Ampere-ის აღმასრულებელმა დირექტორმა და Intel-ის ყოფილმა პრეზიდენტმა რენე ჯეიმსმა დააარსა Ampere Computing 2017 წლის ოქტომბერში გაკოტრებული Applied Micro Circuits Corporation-ის (1979-2017) საფუძველზე, რომელმაც ასევე შექმნა ARM სერვერის პროცესორები. კერძოდ, 2011 წელს მან შემოიტანა 64-ბიტიანი X-Gene პლატფორმა, რომელიც დაფუძნებულია ARMv8-A-ზე.

ჯეიმსი ამჟამად აერთიანებს Ampere Computing-ის აღმასრულებელი დირექტორისა და დირექტორთა საბჭოს თავმჯდომარის თანამდებობებს ეროვნული უსაფრთხოების სატელეკომუნიკაციო მრჩეველთა კომიტეტის ვიცე-თავმჯდომარის თანამდებობასთან, რომელიც ურჩევს შეერთებული შტატების პრეზიდენტს.

მაინტერესებს რამდენად წარმატებული იქნება ARM პროცესორების სერვერების ბაზარზე შემოტანის ახალი მცდელობა.

”ჩვენ გამოვაქვეყნეთ პროცესორი, რომელსაც აქვს ყველაზე მეტი ბირთვი ბაზარზე,” იგი საუბრობს ჯეიმსი. „ახლა ჩვენ გავუგზავნეთ ის [სატესტოდ] ინდუსტრიის ზოგიერთ უდიდეს ღრუბლოვან პროვაიდერს... ვფიქრობ, ხალხი გაოცდება. [წინა ტექნოლოგიები] ყოველთვის რაღაც ახლით იცვლება. და თუ არა არსებული კომპანიისგან, მაშინ ახლისგან. ძალიან საინტერესოა მუშაობა იმაზე, რასაც მე ვხედავ, როგორც ინდუსტრიის შემდეგ ეტაპზე. ”

ბევრი ლაპარაკი იყო 64-ბიტიან ARM სერვერის ჩიპებზე გასულ წლებში, როდესაც AMD და ზემოხსენებული Applied Micro ცდილობდნენ მსგავსი პროცესორების წარმოებას. მაგრამ ეს კომპანიები წარუმატებელი აღმოჩნდა. AMD-მ დახურა თავისი ARM პროექტი და Applied Micro-ს აქტივები გაიყიდა კომპანია მაკომი. 2017 წელს Carlyle Group-მა შეიძინა თავისი ARM პროცესორების განყოფილება. გარიგება დაიხურა 2019 წლის ბოლოს და ჯეიმსმა დაიკავა ახალი კომპანიის აღმასრულებელი დირექტორი და დატოვა COO-ის თანამდებობა Carlyle Group-ში.

ორი Ampere სერვერის პლატფორმა: Mt. ჯეიდი და მთ. თოვლი

Ampere Altra-ს ერთნაკადიანი ბირთვები და "მკვრივი, ენერგოეფექტური სერვერები", რომლებიც შეიძლება აშენდეს ასეთ CPU-ებზე, საშუალებას მისცემს მომხმარებელს "მაქსიმალურად გაზარდოს სერვისების რაოდენობა, რომლებიც მათ შეუძლიათ განათავსონ ღრუბელში", - აცხადებენ კომპანიაში.

Ampere Altra პროცესორი დაფუძნებულია პლატფორმაზე ARM Neoverse N1. ახალი სერვერების შესახებ დადებითი გამოხმაურება მიიღეს Microsoft Azure, Oracle, Canonical, VMware, Kinvolk, Packet, Lenovo, Gigabyte, Wiwynn და Micron ინჟინრებისგან, რომლებიც ყველა ციტირებულია პრესრელიზში.

სერვერი მთ. Jade ორი პროცესორისთვის (160 ბირთვი): მონაცემთა ანალიტიკა, მონაცემთა ბაზა, ვებ

კომპანია ამბობს, რომ პროგრამული უზრუნველყოფა მზადაა იმუშაოს Ampere Altra-სთან: „ამჟამად ყველაზე დიდი ის არის, რომ თუ გადავხედავთ ყველა ფენას, OS-ის ფენას, ყველაფერს Linux-დან BSD-მდე Windows-მდე ყველა მხარს უჭერს ARM-ს“, - ამბობს ჯეფ ვიტიჩ ვიტიჩი. Ampere-ის პროდუქტების უფროსი ვიცე პრეზიდენტი. — ვირტუალიზაციისთვის ჩვენ გვაქვს Kubernetes, Docker, VMware და KBM მხარდაჭერა. იქ ყველაფერი მხარდაჭერილია. აპლიკაციის დონეზე, ყველაფერი, რაც დღეს ღრუბელში მუშაობს, უკვე მუშაობს აქ“.

სერვერი მთ. თოვლი ერთ პროცესორზე: edge computing, სატელეკომუნიკაციო სერვისები, ვებ, მონაცემთა შენახვა

სპეციფიკაციები

• პროცესორის ქვესისტემა
  • 80 ARM v8.2+ 64-ბიტიანი ბირთვი 3,0 გჰც სიხშირით Sustained Turbo-ით, ამატებს გარკვეულ გაუმჯობესებას ARM v8.3 და v8.4-დან
  • 1 KB L64 I-ქეში, 1 KB L64 D-ქეში თითო ბირთვზე, 2 მბ L1 ქეში თითო ბირთვზე, 32 მბ საზიარო სისტემის დონის ქეში (SLC)
  • ორმაგი სიგანის (128-ბიტიანი) SIMD (ერთი ინსტრუქცია, მრავალი მონაცემი) ინსტრუქციის ნაკადი
  • თანმიმდევრული ურთიერთკავშირები ქსელურ ქსელში
• სისტემის მეხსიერება
  • 8 x 72-ბიტიანი DDR4-3200 არხი
  • ECC, სიმბოლოზე დაფუძნებული ECC, DDR4 RAS
  • 16-მდე DIMM და 4 ტბა თითო სოკეტზე
• სისტემის რესურსები
  • სრული შეფერხების ვირტუალიზაცია (GICv3)
  • სრული I/O ვირტუალიზაცია (SMMUv3)
  • Enterprise სერვერის კლასის RAS (Reliability, Availability, Serviceability) საიმედოობა
• ქსელი
  • 128 PCIe Gen4 ზოლი
    • 8 x8 PCIe + 4 x16 PCIe/CCIX გაფართოებული სიჩქარის რეჟიმის (ESM) მხარდაჭერით მონაცემთა გადაცემისთვის 20/25 GT/s (გიგატრანსაქციები წამში)
    • 48 კონტროლერი 32 x2 კავშირების მხარდასაჭერად
  • 192 ხაზი 2P კონფიგურაციაში
  • მრავალი სოკეტის მხარდაჭერა
  • 4 ხაზი x16 CCIX
• ტემპერატურის დიაპაზონი - 0°C-დან +90°C-მდე
• საკვები
  • პროცესორი: 0,80 ვ, DDR4: 1,2 ვ
  • I/O: 3,3V/1,8V, SerDes PLL: 1,8V
• ენერგიის მართვა – დინამიური რეიტინგი, Turbo Gen2, ძაბვისგან დაცვა
• საცხოვრებელი - 4926-პინი FCLGA
• პროდუქცია – FinFET 7 ნმ ტექნოლოგია

ნიშნული

ჯეფ ვიტიჩი ამბობს, რომ Ampere პროცესორი 4%-ით უკეთ მუშაობს ვიდრე AMD-ის უსწრაფესი EPYC პროცესორი კრიტერიუმებში და მოიხმარს 14%-ით ნაკლებ ენერგიას. საუბარია 64 ბირთვიან EPYC პროცესორზე
7742 TDP 225 W და ღირებულება $6950. ეს არის ყველაზე ძლიერი EPYC 2 პროცესორების ოჯახში Zen 2 მიკროარქიტექტურაზე დაფუძნებული. ოჯახი დაინერგა 2019 წლის აგვისტოში.

ვიტიჩმა ასევე შეადარა კასკადის ტბის ოჯახის 28 ბირთვიან Xeon პროცესორს. Ampere Altra პროცესორმა აჯობა მას "2,23-ჯერ შესრულებაში და 2,11-ჯერ ენერგოეფექტურობით". აქ შესრულება შეადარეს 28 ბირთვიან Xeon Platinum 8280-ს (205 W) და ენერგოეფექტურობა გამოითვალა თითო ბირთვზე.

Ampere Altra პროცესორი, გავრცელებული ინფორმაციით, 2017-ზე მეტ ქულას აგროვებს SPECrate 259 მთელი რიცხვის ნიშნულში. შედეგების ცხრილი ეს ჩამოუვარდება ASUS RS720A-E9(KNPP-D32) სერვერული სისტემის (2.20 GHz, AMD EPYC 7601) და ASUS RS500A-E10(KRPA-U16) სერვერული სისტემის მაქსიმალურ შესრულებას 2.25 GHz, AMD EPYC.

თუმცა, შესრულების შედარებისას, ამპერმა გამოიყენა 0,85 კოეფიციენტი AMD-ის შედეგებზე AMD64 კომპილატორის კომპილაციის გამოყენების გამო საორიენტაციო კოდის შედგენისთვის, GCC 8.2-თან შედარებით, რომელიც მან თავად გამოიყენა, რადგან AMD C/C++ შემდგენელი აწარმოებს უფრო ოპტიმიზებულს. კოდი ვიდრე GCC ARM-ზე.

მიუხედავად ბენჩმარკის ასეთი შესწორებისა, Ampere Altra გამოიყურება ძალიან შთამბეჭდავი შესრულების და ენერგოეფექტურობის თვალსაზრისით. სტანდარტული 42U სერვერის თაროს 12,5 კვტ დენის წყაროს შეუძლია შეფუთოს დაახლოებით 3500 პროცესორის ბირთვი, რაც დაზოგავს ვატს თითო ბირთვზე.

და ეს მხოლოდ დასაწყისია. ჯეფ ვიტიჩმა თქვა, რომ ერთი წლის შემდეგ ბაზარზე კიდევ ერთი პროდუქტი იქნება, კოდური სახელწოდებით Mystique, რომელშიც Ampere კიდევ უფრო გაზრდის ბირთვების რაოდენობას.

Mystique მხარს დაუჭერს იგივე სოკეტს, ასე რომ არ იქნება საჭირო დედაპლატების გამოცვლა. შემდეგი თაობის Siryn SoC გამოშვება 2022 წელს იგეგმება.

ბოლო წლებში ჩვენ ვნახეთ რამდენიმე მცდელობა ARM სერვერის პროცესორების გამოშვების სხვადასხვა კომპანიისგან: Broadcom/Cavium/Marvell, Calxeda, Huawei, Fujitsu, Phytium, Annapurna/Amazon და AppliedMicro/Ampere. ამ მცდელობების უმეტესობა წარუმატებელი აღმოჩნდა. მაგრამ არის ნიშნები, რომ სიტუაცია იცვლება. 2019 წლის დეკემბერში Amazon წარმოებაში შემოვიდა სერვერები 64 ბირთვიანი ARM პროცესორებით გრავიტონი 2 არის სისტემა-ჩიპზე დაფუძნებული იმავე ბირთვის ARM Neoverse N1 ბირთვზე. ზოგიერთ ტესტში, ARM ინსტანციები (M6g და M6gd) უკეთესად მუშაობდნენ და ზოგჯერ ბევრად უკეთესად, ვიდრე x86.

2019 წლის ნოემბერში გავრცელდა ინფორმაცია, რომ ამერიკული სტარტაპი Nuvia მოიზიდა 53 მილიონი დოლარი ვენჩურული დაფინანსებით. სტარტაპი დააარსა სამმა წამყვანმა ინჟინერმა, რომლებიც მონაწილეობდნენ პროცესორების შექმნაში Apple-სა და Google-ში. ისინი ასევე გვპირდებიან სერვერის პროცესორების განვითარებას, რომლებიც კონკურენციას გაუწევენ Intel-სა და AMD-ს. ავტორი ხელმისაწვდომი ინფორმაციაNuvia-მ დააპროექტა პროცესორის ბირთვი, რომელიც შეიძლება აშენდეს ARM არქიტექტურის თავზე, მაგრამ ARM ლიცენზიის მიღების გარეშე.

ეს ყველაფერი იმაზე მეტყველებს, რომ RISC პროცესორებს შეუძლიათ აპლიკაციის პოვნა არა მხოლოდ მობილურ მოწყობილობებში, არამედ სერვერებზე, ასევე დესკტოპ კომპიუტერებსა და ლეპტოპებში. სხვათა შორის, არსებობს ჭორები, რომ მომავალი Apple MacBook ლეპტოპები ასევე გამოვა ARM პროცესორებზე.

სინამდვილეში, უახლესი iPad Pro მოდელები ARM A12X პროცესორებით თითქმის ისეთივე ძლიერია, როგორც 15 დიუმიანი MacBook Pro Core i7 და Core i9 პროცესორებით, ასე რომ, ასეთი განახლება საკმაოდ ლოგიკური იქნება.

წყარო: www.habr.com