Californië bedrijf Ampère introduceerde de eerste 80-core ARM-serverprocessor op basis van 64-bit architectuur Ampère Altra.

Experts voorspellen al enkele jaren dat het ARM-platform zal concurreren met x86 in datacenters, maar dit gebeurt niet. Eind 2019 daar Intel domineert met een aandeel van 95,5%, AMD heeft 4,5%.

De nieuwe ARM-processor in de SPECrate 2017 integer benchmark laat echter hogere prestaties zien dan de snelste 64-core AMD EPYC of de top 28-core Xeon van de Cascade Lake-familie. Dit is al een serieuze claim (hoewel de benchmarkresultaten een beetje “verdraaid” zijn, zie hieronder).

Het belangrijkste voordeel van ARM is de energie-efficiëntie, die vanwege de architectuur per definitie niet kan worden geëvenaard door x86-processors. De 80-core Ampere Altra heeft een TDP van 45-210 W en een kloksnelheid van 3 GHz.

Ampere is van mening dat één thread per core in plaats van twee tot meer veiligheid leidt, omdat dit ontwerp individuele cores beter beschermt tegen zijkanaalaanvallen zoals Meltdown en Spectre.

De processor is ontworpen voor servertoepassingen zoals data-analyse, kunstmatige intelligentie, databases, opslag, telecomstacks, edge computing, webhosting en cloudapplicaties. Speciaal voor machine learning-toepassingen is hardwareondersteuning voor de gegevensformaten FP16 (halve precisie getallen) en INT8 (single-byte integer representatie) geïmplementeerd. Er is ook hardwareversnelling voor AES- en SHA-256-hashing.

De chips worden bij TSMC vervaardigd met behulp van de 7nm-procestechnologie. De eerste CPU-monsters zijn al naar potentiële klanten gestuurd en de massaproductie zal naar verwachting medio 2020 beginnen.

Ampere CEO en voormalig Intel-president Renée James richtte Ampere Computing in oktober 2017 op op de oprichting van de failliete Applied Micro Circuits Corporation (1979-2017), die ook ARM-serverprocessors ontwierp. In het bijzonder introduceerde het in 2011 het 64-bit X-Gene-platform gebaseerd op ARMv8-A.

James combineert momenteel de functies van CEO en voorzitter van de raad van bestuur van Ampere Computing met de functie van vice-voorzitter van de National Security Telecommunications Advisory Committee, die de president van de Verenigde Staten adviseert.

Ik vraag me af hoe succesvol de nieuwe poging zal zijn om ARM-processors op de servermarkt te brengen.

"We hebben de processor met het hoogste aantal cores op de markt uitgebracht", говорит Jakobus. “Nu hebben we het [voor testen] naar enkele van de grootste cloudproviders in de branche gestuurd... Ik denk dat de mensen verrast zullen zijn. [Eerdere technologieën] worden altijd vervangen door iets nieuws. En als het niet van een bestaand bedrijf is, dan wel van een nieuw bedrijf. Het is heel spannend om te werken aan wat ik zie als de volgende fase van de industrie."

Er werd de afgelopen jaren veel gesproken over 64-bit ARM-serverchips, toen AMD en het eerder genoemde Applied Micro soortgelijke processors probeerden te produceren. Maar deze bedrijven faalden. AMD sloot zijn ARM-project en de activa van Applied Micro waren verkocht Macom-bedrijf. In 2017 kocht Carlyle Group zijn ARM-processordivisie. De deal werd eind 2019 afgerond en James nam de functie van CEO van het nieuwe bedrijf over en verliet haar functie als COO bij de Carlyle Group.

Twee Ampere-serverplatforms: Mt. Jade en Mt. Sneeuw

De single-threaded cores van Ampere Altra en de ‘dichte, energiezuinige servers’ die op dergelijke CPU’s kunnen worden gebouwd, zullen klanten in staat stellen ‘het aantal services dat ze in de cloud kunnen implementeren te maximaliseren’, aldus het bedrijf.

De Ampere Altra-processor is gebaseerd op het platform ARM Neoverse N1. Er is positieve feedback op de nieuwe servers ontvangen van ingenieurs bij Microsoft Azure, Oracle, Canonical, VMware, Kinvolk, Packet, Lenovo, Gigabyte, Wiwynn en Micron, die allemaal in het persbericht worden genoemd.

Servermt. Jade voor twee processors (160 cores): data-analyse, database, web

Het bedrijf zegt dat de software klaar is om met Ampere Altra te werken: "Het belangrijkste op dit moment is dat als je naar alle lagen kijkt, de OS-laag, alles van Linux tot BSD tot Windows allemaal ARM ondersteunt", zegt Jeff Wittich Wittich, Senior Vice President Producten bij Ampere. — Voor virtualisatie hebben we ondersteuning voor Kubernetes, Docker, VMware en KBM. Alles wordt daar ondersteund. Op applicatieniveau werkt alles wat vandaag in de cloud werkt hier al.”

Servermt. Sneeuw op één processor: edge computing, telecommunicatiediensten, internet, gegevensopslag

Specificaties

• Processor-subsysteem
  • 80 ARM v8.2+ 64-bit cores tot 3,0 GHz met Sustained Turbo, voegt enkele verbeteringen toe ten opzichte van ARM v8.3 en v8.4
  • 1 KB L64 I-cache, 1 KB L64 D-cache per core, 2 MB L1-cache per core, 32 MB gedeelde cache op systeemniveau (SLC)
  • SIMD-instructiestroom met dubbele breedte (128-bits) (Single Instruction, Multiple Data).
  • Coherente interconnecties in een mesh-netwerk
• Systeemgeheugen
  • 8x 72-bit DDR4-3200-kanalen
  • ECC, op symbolen gebaseerde ECC, DDR4 RAS
  • Maximaal 16 DIMM's en 4 TB per socket
• Systeembronnen
  • Volledige interrupt-virtualisatie (GICv3)
  • Volledige I/O-virtualisatie (SMMUv3)
  • RAS-betrouwbaarheid (Reliability, Availability, Serviceability) van ondernemingsserverklasse
• Сеть
  • 128 PCIe Gen4-banen
    • 8 x8 PCIe + 4 x16 PCIe/CCIX met ondersteuning voor Extended Speed ​​Mode (ESM) voor gegevensoverdracht met 20/25 GT/s (gigatransacties per seconde)
    • 48 controllers ter ondersteuning van maximaal 32 x2-verbindingen
  • 192 lijnen in 2P-configuratie
  • Ondersteuning voor meerdere stopcontacten
  • 4 lijnen x16 CCIX
• Temperatuurbereik – van 0°C tot +90°C
• Eten
  • CPU: 0,80 V, DDR4: 1,2 V
  • I/O: 3,3V/1,8V, SerDes PLL: 1,8V
• Stroombeheer – Dynamische beoordeling, Turbo Gen2, onderspanningsbeveiliging
• behuizing – 4926-polige FCLGA
• Productie – FinFET 7 nm-technologie

Benchmarks

Jeff Wittich zegt dat de Ampere-processor 4% beter presteert dan AMD's snelste EPYC-processor in benchmarks en 14% minder stroom verbruikt. We hebben het over een 64-core EPYC-processor
7742 met TDP 225W en kost $6950. Dit is de krachtigste uit de EPYC 2-processorfamilie, gebaseerd op de microarchitectuur Zen 2. De familie werd in augustus 2019 geïntroduceerd.

Wittich maakte ook een vergelijking met de 28 core Xeon-processor van de Cascade Lake-familie. De Ampere Altra-processor presteerde beter dan deze met “2,23 keer qua prestaties en 2,11 keer qua energie-efficiëntie.” Hier werden de prestaties vergeleken met de 28-core Xeon Platinum 8280 (205W) en werd de energie-efficiëntie per core berekend.

De Ampere Altra-processor scoort naar verluidt boven de 2017 in de SPECrate 259 integer benchmark. resultaten tabel dit is inferieur aan de topprestaties van het ASUS RS720A-E9(KNPP-D32) serversysteem (2.20 GHz, AMD EPYC 7601) en ASUS RS500A-E10(KRPA-U16) serversysteem 2.25 GHz, AMD EPYC 7742.

Bij de prestatievergelijking paste Ampere echter een factor 0,85 toe op de resultaten van AMD vanwege het gebruik van de AMD64-compilersuite om de benchmarkcode te compileren, vergeleken met de GCC 8.2 die het zelf gebruikte, aangezien de AMD C/C++-compiler meer geoptimaliseerde code dan GCC op ARM.

Ondanks dergelijke aanpassingen aan de benchmark ziet Ampere Altra er zeer indrukwekkend uit in termen van prestaties en energie-efficiëntie. Een standaard 42U-serverrack met een vermogensafgifte van 12,5 kW kan ongeveer 3500 processorcores bevatten, waardoor besparingen op watt-per-core-basis worden gerealiseerd.

En dit is nog maar het begin. Jeff Wittich zei dat er over een jaar weer een product op de markt komt, met de codenaam Mystique, waarin Ampere het aantal kernen verder zal vergroten.

Mystique ondersteunt dezelfde socket, dus het is niet nodig om moederborden te vervangen. De volgende generatie Siryn SoC staat gepland voor release in 2022.

De afgelopen jaren hebben we verschillende pogingen gezien om ARM-serverprocessors van verschillende bedrijven vrij te geven: Broadcom/Cavium/Marvell, Calxeda, Huawei, Fujitsu, Phytium, Annapurna/Amazon en AppliedMicro/Ampere. De meeste van deze pogingen waren niet succesvol. Maar er zijn tekenen dat de situatie aan het veranderen is. In december 2019 Amazon uitgerold in productie servers met 64-core ARM-processors Graviton 2 is een systeem-op-chip gebaseerd op dezelfde ARM Neoverse N1-kern. In sommige tests presteerden ARM-instanties (M6g en M6gd) beter, en soms veel beter, dan x86.

In november 2019 werd gemeld dat de Amerikaanse startup Nuvia trok $ 53 miljoen aan durfkapitaal aan. De startup is opgericht door drie vooraanstaande ingenieurs die betrokken waren bij de creatie van processors bij Apple en Google. Ze beloven ook serverprocessors te ontwikkelen die zullen concurreren met Intel en AMD. Door beschikbare informatieNuvia heeft vanaf de basis een processorkern ontworpen die bovenop de ARM-architectuur kan worden gebouwd, maar zonder het verkrijgen van een ARM-licentie.

Dit alles geeft aan dat RISC-processors niet alleen toepassing kunnen vinden op mobiele apparaten, maar ook op servers, maar ook op desktopcomputers en laptops. Er zijn trouwens geruchten dat toekomstige Apple MacBook-laptops zullen ook worden uitgebracht op ARM-processors.

Sterker nog, de nieuwste iPad Pro-modellen met ARM A12X-processors zijn bijna net zo krachtig als de 15-inch MacBook Pro met Core i7- en Core i9-processors, dus een dergelijke upgrade zou heel logisch zijn.

Bron: www.habr.com