کیلیفورنیا کمپنی Ampere 80 بٹ فن تعمیر پر مبنی انڈسٹری کا پہلا 64 کور ARM سرور پروسیسر متعارف کرایا امپیر الٹرا.

اب کئی سالوں سے ماہرین یہ پیش گوئی کر رہے ہیں کہ اے آر ایم پلیٹ فارم ڈیٹا سینٹرز میں x86 کا مقابلہ کرے گا، لیکن ایسا نہیں ہو رہا ہے۔ 2019 کے آخر میں وہاں انٹیل 95,5 فیصد کے حصص کے ساتھ غلبہ رکھتا ہے، AMD میں 4,5% ہے۔

تاہم، SPECrate 2017 انٹیجر بینچ مارک میں نیا ARM پروسیسر تیز ترین 64-core AMD EPYC یا Cascade Lake فیملی کے ٹاپ 28-core Xeon سے زیادہ کارکردگی دکھاتا ہے۔ یہ پہلے سے ہی ایک سنگین دعویٰ ہے (حالانکہ بینچ مارک کے نتائج تھوڑا سا "موڑ" ہیں، نیچے دیکھیں)۔

اے آر ایم کا بنیادی فائدہ توانائی کی کارکردگی ہے، جس کی تعریف کے مطابق، آرکیٹیکچر کی وجہ سے x86 پروسیسرز سے مماثل نہیں ہوسکتے ہیں۔ 80 کور ایمپیئر الٹرا میں 45-210 ڈبلیو کی ٹی ڈی پی اور 3 گیگا ہرٹز کی گھڑی کی رفتار ہے۔

ایمپیئر کا خیال ہے کہ دو کی بجائے ایک دھاگہ فی کور زیادہ سیکورٹی کا باعث بنتا ہے کیونکہ یہ ڈیزائن انفرادی کور کو میلٹ ڈاؤن اور سپیکٹر جیسے سائیڈ چینل حملوں سے بہتر طور پر محفوظ رکھتا ہے۔

پروسیسر سرور ایپلی کیشنز جیسے ڈیٹا اینالیٹکس، مصنوعی ذہانت، ڈیٹا بیس، اسٹوریج، ٹیلی کام اسٹیک، ایج کمپیوٹنگ، ویب ہوسٹنگ اور کلاؤڈ ایپلی کیشنز کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ خاص طور پر مشین لرننگ ایپلی کیشنز کے لیے، FP16 (نصف درست نمبر) اور INT8 (سنگل بائٹ انٹیجر نمائندگی) ڈیٹا فارمیٹس کے لیے ہارڈویئر سپورٹ کو لاگو کیا گیا ہے۔ AES اور SHA-256 ہیشنگ کے لیے ہارڈویئر ایکسلریشن بھی ہے۔

چپس TSMC پلانٹ میں 7 nm پروسیس ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے تیار کی جاتی ہیں۔ پہلے سی پی یو کے نمونے پہلے ہی ممکنہ صارفین کو بھیجے جا چکے ہیں، اور بڑے پیمانے پر پیداوار 2020 کے وسط میں شروع کرنے کا منصوبہ ہے۔

Ampere کے CEO اور Intel کے سابق صدر Renée James نے اکتوبر 2017 میں Ampere Computing کی بنیاد دیوالیہ اپلائیڈ مائیکرو سرکٹس کارپوریشن (1979-2017) کی بنیاد پر رکھی، جس نے ARM سرور پروسیسرز کو بھی ڈیزائن کیا۔ خاص طور پر، 2011 میں اس نے ARMv64-A پر مبنی 8 بٹ X-Gene پلیٹ فارم متعارف کرایا۔

جیمز فی الحال ایمپیئر کمپیوٹنگ کے بورڈ آف ڈائریکٹرز کے سی ای او اور چیئرمین کے عہدوں کو نیشنل سیکیورٹی ٹیلی کمیونیکیشن ایڈوائزری کمیٹی کے وائس چیئرمین کے عہدے کے ساتھ ملاتا ہے، جو ریاستہائے متحدہ کے صدر کو مشورہ دیتی ہے۔

مجھے حیرت ہے کہ ARM پروسیسرز کو سرور مارکیٹ میں لانے کی نئی کوشش کتنی کامیاب ہوگی۔

"ہم نے پروسیسر کو مارکیٹ میں سب سے زیادہ کور کے ساتھ جاری کیا،" کہتے ہیں۔ جیمز "اب ہم نے اسے انڈسٹری کے کچھ بڑے کلاؤڈ فراہم کنندگان کو بھیج دیا ہے... میرے خیال میں لوگ حیران ہوں گے۔ [پچھلی ٹیکنالوجیز] کی جگہ ہمیشہ کچھ نئی ہوتی ہے۔ اور اگر موجودہ کمپنی سے نہیں، تو نئی کمپنی سے۔ انڈسٹری کے اگلے مرحلے کے طور پر جس چیز کو میں دیکھتا ہوں اس پر کام کرنا بہت پرجوش ہے۔"

پچھلے سالوں میں 64-بٹ ARM سرور چپس کے بارے میں بہت سی باتیں ہوئیں، جب AMD اور مذکورہ بالا اپلائیڈ مائیکرو نے اسی طرح کے پروسیسرز تیار کرنے کی کوشش کی۔ لیکن یہ کمپنیاں ناکام ہوگئیں۔ AMD نے اپنا ARM پروجیکٹ بند کر دیا، اور مائیکرو کے اثاثوں کو اپلائیڈ کر دیا۔ فروخت کیے گئے تھے۔ میکوم کمپنی۔ 2017 میں، کارلائل گروپ نے اپنا ARM پروسیسر ڈویژن خریدا۔ یہ معاہدہ 2019 کے آخر میں بند ہوا، اور جیمز نے نئی کمپنی کے سی ای او کا عہدہ سنبھال لیا، کارلائل گروپ میں سی او او کی حیثیت سے اپنا عہدہ چھوڑ دیا۔

دو Ampere سرور پلیٹ فارم: Mt. جیڈ اور ماؤنٹ برف

کمپنی نے کہا کہ ایمپیئر الٹرا کے سنگل تھریڈڈ کور اور "گھنے، توانائی سے موثر سرورز" جو اس طرح کے سی پی یوز پر بنائے جاسکتے ہیں، صارفین کو "کلاؤڈ میں ان خدمات کی تعداد کو زیادہ سے زیادہ کرنے کی اجازت دیں گے"۔

ایمپیئر الٹرا پروسیسر پلیٹ فارم پر مبنی ہے۔ ARM Neoverse N1. مائیکروسافٹ Azure، Oracle، Canonical، VMware، Kinvolk، Packet، Lenovo، Gigabyte، Wiwynn اور Micron کے انجینئرز سے نئے سرورز کے بارے میں مثبت تاثرات موصول ہوئے ہیں، جن کا حوالہ پریس ریلیز میں دیا گیا ہے۔

سرور Mt. دو پروسیسرز کے لیے جیڈ (160 کور): ڈیٹا اینالیٹکس، ڈیٹا بیس، ویب

کمپنی کا کہنا ہے کہ سافٹ ویئر ایمپیئر الٹرا کے ساتھ کام کرنے کے لیے تیار ہے: "اس وقت سب سے بڑی چیز یہ ہے کہ اگر آپ تمام پرتوں، OS پرت، لینکس سے لے کر BSD تک ونڈوز تک سب کچھ ARM کو سپورٹ کرتے ہیں،" جیف وِٹِچ وِٹِچ کہتے ہیں۔ ایمپیئر میں مصنوعات کے سینئر نائب صدر۔ - ورچوئلائزیشن کے لیے، ہمارے پاس Kubernetes، Docker، VMware اور KBM کے لیے سپورٹ ہے۔ وہاں ہر چیز کی حمایت کی جاتی ہے۔ ایپلیکیشن کی سطح پر، کلاؤڈ میں جو کچھ آج کام کرتا ہے وہ پہلے ہی یہاں کام کرتا ہے۔

سرور Mt. ایک پروسیسر پر برف: ایج کمپیوٹنگ، ٹیلی کمیونیکیشن سروسز، ویب، ڈیٹا اسٹوریج

نردجیکرن

• پروسیسر سب سسٹم
  • 80 ARM v8.2+ 64-bit cores 3,0 GHz تک سسٹینڈ ٹربو کے ساتھ، ARM v8.3 اور v8.4 سے کچھ بہتری لاتا ہے۔
  • 1 KB L64 I-cache، 1 KB L64 D-cache فی کور، 2 MB L1 کیش فی کور، 32 MB مشترکہ سسٹم لیول کیش (SLC)
  • دوہری چوڑائی (128 بٹ) SIMD (سنگل انسٹرکشن، ایک سے زیادہ ڈیٹا) انسٹرکشن اسٹریم
  • میش نیٹ ورک میں مربوط باہمی رابطے
• سسٹم میموری
  • 8x 72 بٹ DDR4-3200 چینلز
  • ECC، علامت پر مبنی ECC، DDR4 RAS
  • 16 DIMMs اور 4 TB فی ساکٹ تک
• سسٹم کے وسائل
  • مکمل مداخلت ورچوئلائزیشن (GICv3)
  • مکمل I/O ورچوئلائزیشن (SMMUv3)
  • انٹرپرائز سرور کلاس RAS (ریلیبلٹی، دستیابی، سروس ایبلٹی) وشوسنییتا
• Сеть
  • 128 PCIe Gen4 لین
    • 8 x8 PCIe + 4 x16 PCIe/CCIX 20/25 GT/s پر ڈیٹا کی منتقلی کے لیے توسیعی رفتار موڈ (ESM) کے لیے سپورٹ کے ساتھ (گیگا ٹرانزیکشنز فی سیکنڈ)
    • 48 کنٹرولرز 32 x2 کنکشن تک سپورٹ کرنے کے لیے
  • 192P کنفیگریشن میں 2 لائنیں۔
  • ایک سے زیادہ ساکٹ سپورٹ
  • 4 لائنیں x16 CCIX
• درجہ حرارت کی حد - 0 ° C سے +90 ° C تک
• خوراک
  • CPU: 0,80 V، DDR4: 1,2 V
  • I/O: 3,3V/1,8V، SerDes PLL: 1,8V
• پاور مینجمنٹ - متحرک درجہ بندی، ٹربو Gen2، کم وولٹیج تحفظ
• ہاؤسنگ - 4926 پن FCLGA
• پیداوار - FinFET 7 nm ٹیکنالوجی

بینچ مارکس

جیف وِٹیچ کا کہنا ہے کہ ایمپیئر پروسیسر بینچ مارکس میں AMD کے تیز ترین EPYC پروسیسر سے 4% بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے اور 14% کم پاور استعمال کرتا ہے۔ ہم ایک 64 کور EPYC پروسیسر کے بارے میں بات کر رہے ہیں۔
7742 225 W کے TDP اور $6950 کی لاگت کے ساتھ۔ یہ Zen 2 مائیکرو آرکیٹیکچر پر مبنی EPYC 2 پروسیسر فیملی میں سب سے زیادہ طاقتور ہے۔ فیملی کو اگست 2019 میں متعارف کرایا گیا تھا۔

Wittich نے Cascade Lake فیملی کے 28-core Xeon پروسیسر کے ساتھ بھی موازنہ کیا۔ ایمپیئر الٹرا پروسیسر نے "کارکردگی میں 2,23 گنا اور توانائی کی کارکردگی میں 2,11 گنا" سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کیا۔ یہاں کارکردگی کا موازنہ 28-core Xeon Platinum 8280 (205 W) سے کیا گیا، اور توانائی کی کارکردگی کا حساب فی کور کیا گیا۔

ایمپیئر الٹرا پروسیسر مبینہ طور پر SPECrate 2017 انٹیجر بینچ مارک میں 259 سے اوپر اسکور کرتا ہے۔ نتائج کی میز یہ ASUS RS720A-E9(KNPP-D32) سرور سسٹم (2.20 GHz, AMD EPYC 7601) اور ASUS RS500A-E10 (KRPA-U16) سرور سسٹم 2.25 GHz، AMD EPYC 7742 کی اعلی کارکردگی سے کمتر ہے۔

تاہم، کارکردگی کے مقابلے میں، ایمپیئر نے بینچ مارک کوڈ کو مرتب کرنے کے لیے AMD0,85 کمپائلر سویٹ کے استعمال کی وجہ سے AMD کے نتائج پر 64 کا عنصر لاگو کیا، GCC 8.2 کے مقابلے اس نے خود استعمال کیا، کیونکہ AMD C/C++ کمپائلر زیادہ بہتر بناتا ہے۔ ARM پر GCC سے زیادہ کوڈ۔

بینچ مارک میں اس طرح کی تبدیلیوں کے باوجود، Ampere Altra کارکردگی اور توانائی کی کارکردگی کے لحاظ سے بہت متاثر کن نظر آتی ہے۔ 42 کلو واٹ پاور سپلائی والا ایک معیاری 12,5U سرور ریک تقریباً 3500 پروسیسر کور پیک کر سکتا ہے، فی کور واٹ کی بچت کرتا ہے۔

اور یہ صرف شروعات ہے۔ جیف وِٹِچ نے کہا کہ ایک سال میں مارکیٹ میں ایک اور پروڈکٹ آئے گی، جس کا کوڈ نام Mystique ہے، جس میں Ampere cores کی تعداد میں مزید اضافہ کرے گا۔

Mystique اسی ساکٹ کو سپورٹ کرے گا، لہذا مدر بورڈز کو تبدیل کرنے کی ضرورت نہیں ہوگی۔ اگلی نسل سیرین ایس او سی کو 2022 میں ریلیز کرنے کا منصوبہ ہے۔

حالیہ برسوں میں، ہم نے مختلف کمپنیوں سے ARM سرور پروسیسر جاری کرنے کی کئی کوششیں دیکھی ہیں: Broadcom/Cavium/Marvell, Calxeda, Huawei, Fujitsu, Phytium, Annapurna/Amazon اور AppliedMicro/Ampere۔ ان میں سے زیادہ تر کوششیں ناکام رہیں۔ لیکن ایسے اشارے مل رہے ہیں کہ حالات بدل رہے ہیں۔ دسمبر 2019 میں، ایمیزون پیداوار میں رول آؤٹ 64 کور ARM پروسیسرز والے سرورز گریویٹون 2 ایک ہی کور ARM Neoverse N1 کور پر مبنی ایک سسٹم آن چپ ہے۔ کچھ ٹیسٹوں میں، ARM مثالوں (M6g اور M6gd) نے x86 سے بہتر، اور کبھی کبھی بہت بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کیا۔

نومبر 2019 میں، یہ اطلاع ملی کہ امریکی اسٹارٹ اپ نیویا وینچر فنڈنگ ​​میں $53 ملین کو راغب کیا۔. اس اسٹارٹ اپ کی بنیاد تین سرکردہ انجینئرز نے رکھی تھی جو ایپل اور گوگل میں پروسیسرز کی تخلیق میں شامل تھے۔ وہ سرور پروسیسرز تیار کرنے کا بھی وعدہ کرتے ہیں جو انٹیل اور AMD کے ساتھ مقابلہ کریں گے۔ کی طرف سے دستیاب معلوماتنیویا نے زمین سے ایک پروسیسر کور ڈیزائن کیا ہے جسے ARM فن تعمیر کے اوپر بنایا جا سکتا ہے، لیکن ARM لائسنس حاصل کیے بغیر۔

یہ سب اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ RISC پروسیسرز نہ صرف موبائل آلات میں بلکہ سرورز کے ساتھ ساتھ ڈیسک ٹاپ کمپیوٹرز اور لیپ ٹاپس میں بھی ایپلیکیشن تلاش کرسکتے ہیں۔ ویسے، افواہیں ہیں کہ مستقبل میں Apple MacBook لیپ ٹاپ بھی ARM پروسیسرز پر جاری کیے جائیں گے۔.

درحقیقت، ARM A12X پروسیسرز کے ساتھ جدید ترین آئی پیڈ پرو ماڈلز تقریباً اتنے ہی طاقتور ہیں جتنے کہ کور i15 اور Core i7 پروسیسرز کے ساتھ 9 انچ کے MacBook پرو، اس لیے اس طرح کا اپ گریڈ کافی منطقی ہوگا۔

ماخذ: www.habr.com