加州公司 推出業界首款基於80位元架構的64核心ARM伺服器處理器 .
幾年來，專家們一直預測 ARM 平台將在資料中心領域與 x86 競爭，但這並沒有發生。 2019年底有 ，AMD有4,5%。
然而，新的 ARM 處理器在 SPECrate 2017 整數基準測試中顯示出比最快的 64 核心 AMD EPYC 或 Cascade Lake 系列頂級 28 核心 Xeon 更高的效能。 這已經是一個嚴肅的主張（儘管基準測試結果有點“扭曲”，見下文）。
ARM 的主要優點是能效，根據定義，由於架構的原因，x86 處理器無法比擬。 80 核心 Ampere Altra 的 TDP 為 45-210 W，時脈速度為 3 GHz。
Ampere 認為，每個核心一個線程而不是兩個線程可以帶來更高的安全性，因為這種設計可以更好地保護各個核心免受 Meltdown 和 Spectre 等旁道攻擊。
該處理器專為數據分析、人工智慧、資料庫、儲存、電信堆疊、邊緣運算、網路託管和雲端應用程式等伺服器應用程式而設計。 特別是對於機器學習應用，已經實現了對 FP16（半精度數字）和 INT8（單字節整數表示）資料格式的硬體支援。 還有針對 AES 和 SHA-256 哈希的硬體加速。
這些晶片是在台積電工廠採用 7 奈米製程技術製造的。 第一批 CPU 樣品已發送給潛在客戶，計劃於 2020 年中期開始量產。
Ampere 執行長、英特爾前總裁 Renée James 於 2017 年 1979 月在破產的 Applied Micro Circuits Corporation（2017-2011）的基礎上創立了 AmpereComputing，該公司也設計了 ARM 伺服器處理器。 特別是在64年推出了基於ARMv8-A的XNUMX位元X-Gene平台。
詹姆斯目前兼任安培計算公司執行長兼董事會主席，以及為美國總統提供諮詢的國家安全電信諮詢委員會副主席的職位。
我想知道將ARM處理器引入伺服器市場的新嘗試會取得多大成功。
“我們發布了市場上核心數量最多的處理器，” 詹姆士。 「現在我們已經將其發送給業內一些最大的雲端提供者[進行測試]......我認為人們會感到驚訝。 [以前的技術]總是被新的東西所取代。 如果不是來自現有公司，那麼也可以來自新公司。 能夠從事我所認為的行業下一階段的工作是非常令人興奮的。”
過去幾年，當 AMD 和前面提到的 Applied Micro 試圖生產類似的處理器時，關於 64 位元 ARM 伺服器晶片的討論很多。 但這些公司都失敗了。 AMD 關閉了 ARM 專案以及 Applied Micro 的資產 馬科姆公司。 2017年，凱雷集團收購了其ARM處理器部門。 交易於 2019 年底完成，詹姆斯接任新公司首席執行官，辭去凱雷集團首席營運官職務。
兩個 Ampere 伺服器平台：Mt. 玉與山雪
該公司表示，Ampere Altra 的單線程核心和可在此類 CPU 上建置的「密集、節能伺服器」將使客戶「最大限度地增加可在雲端中部署的服務數量」。
Ampere Altra處理器基於此平台 。 Microsoft Azure、Oracle、Canonical、VMware、Kinvolk、Packet、聯想、Gigabyte、Wiwynn 和 Micron 的工程師都對新伺服器給予了正面回饋，新聞稿中均引用了這些公司的名字。
伺服器山。 適用於兩個處理器（160 個核心）的 Jade：資料分析、資料庫、Web
該公司表示該軟體已準備好與Ampere Altra 配合使用：「現在最重要的事情是，如果你看看所有層，作業系統層，從Linux 到BSD 再到Windows 的所有內容都支援ARM，」Jeff Wittich說。 ，Ampere 產品高級副總裁。 — 對於虛擬化，我們支援 Kubernetes、Docker、VMware 和 KBM。 一切都在那裡得到支持。 在應用程式層面，當今在雲端中運行的所有內容都已經在這裡運行了。”
伺服器山。 單一處理器上的雪：邊緣運算、電信服務、網路、資料存儲
產品規格
- 處理器子系統
- 80 個 ARM v8.2+ 64 位元內核，主頻高達 3,0 GHz，具有 Sutain Turbo，增加了 ARM v8.3 和 v8.4 的一些改進
- 每個核心 1 KB 一級 I 快取、64 KB 一級 D 快取、每核心 1 MB 二級快取、64 MB 共享系統級快取 (SLC)
- 雙寬（128 位元）SIMD（單指令、多資料）指令流
- 網狀網路中的一致互連
- 系統內存
- 8 個 72 位元 DDR4-3200 頻道
- ECC、基於符號的 ECC、DDR4 RAS
- 每個插槽最多 16 個 DIMM 和 4 TB
- 系統資源
- 完全中斷虛擬化（GICv3）
- 完全 I/O 虛擬化 (SMMUv3)
- 企業伺服器等級 RAS（可靠性、可用性、可維護性）可靠性
- Сеть
- 128 個 PCIe Gen4 頻道
- 8 x8 PCIe + 4 x16 PCIe/CCIX，支援擴展速度模式 (ESM)，資料傳輸速度為 20/25 GT/s（每秒千兆交易）
- 48 個控制器，支援多達 32 x2 連接
- 192P 配置 2 線
- 多套接字支持
- 4 線 x16 CCIX
- 128 個 PCIe Gen4 頻道
- 溫度範圍 – 從 0°C 到 +90°C
- Питание
- CPU：0,80V，DDR4：1,2V
- I/O：3,3V/1,8V，SerDes PLL：1,8V
- 能源管理 – 動態額定值、Turbo Gen2、欠電壓保護
- 住房 – 4926 腳位 FCLGA
- 生產 – FinFET 7 奈米技術
基準測試
Jeff Wittich 表示，Ampere 處理器在基準測試的效能比 AMD 最快的 EPYC 處理器高 4%，功耗降低 14%。 我們正在談論 64 核 EPYC 處理器
7742，TDP 為 225 W，成本為 6950 美元。 這是基於 Zen 2 微架構的 EPYC 2 處理器系列中最強大的處理器，該系列於 2019 年 XNUMX 月推出。
Wittich也與Cascade Lake家族的28核心Xeon處理器進行了比較。 Ampere Altra 處理器的性能優於它，「性能提高了 2,23 倍，能源效率提高了 2,11 倍」。 這裡將效能與 28 核心 Xeon Platinum 8280 (205 W) 進行比較，並計算每個核心的能效。
根據報導，Ampere Altra 處理器在 SPECrate 2017 整數基準測試中得分超過 259。 這低於 ASUS RS720A-E9(KNPP-D32) 伺服器系統（2.20 GHz，AMD EPYC 7601）和 ASUS RS500A-E10(KRPA-U16) 伺服器系統 2.25 GHz，AMD EPYC 7742 的峰值效能。
然而，在效能比較中，Ampere 由於使用AMD0,85 編譯器套件來編譯基準程式碼，因此與本身使用的GCC 64 相比，Ampere 對AMD 的結果應用了8.2 的係數，因為AMD C/C++ 編譯器產生了更優化的結果程式碼比 ARM 上的 GCC 好。
儘管對基準進行了這樣的調整，Ampere Altra 在性能和能源效率方面看起來非常令人印象深刻。 配備 42 kW 電源的標準 12,5U 伺服器機架可容納約 3500 個處理器核心，每個核心可節省瓦數。
而這只是個開始。 Jeff Wittich表示，一年內將會有另一款產品上市，代號為Mystique，其中Ampere將進一步增加核心數量。
Mystique 將支援相同的插槽，因此無需更換主機板。 下一代 Siryn SoC 計劃於 2022 年發布。
近年來，我們看到了不同公司發布ARM伺服器處理器的多次嘗試：Broadcom/Cavium/Marvell、Calxeda、華為、富士通、Phytium、Annapurna/Amazon 和 AppliedMicro/Ampere。 大多數這些嘗試都沒有成功。 但有跡象表明情況正在改變。 2019 年 XNUMX 月，亞馬遜 配備 64 核心 ARM 處理器的伺服器 是基於同核心ARM Neoverse N1核心的系統單晶片。 在某些測試中，ARM 實例（M6g 和 M6gd）的效能比 x86 更好，有時甚至好得多。
2019 年 XNUMX 月，有通報美國新創公司 Nuvia 。 這家新創公司由三位曾參與蘋果和谷歌處理器創立的頂尖工程師創立。 他們還承諾開發將與英特爾和 AMD 競爭的伺服器處理器。 經過 Nuvia 從頭開始設計了一個處理器核心，可以建立在 ARM 架構之上，但無需獲得 ARM 授權。
這一切都表明RISC處理器不僅可以在行動裝置中找到應用，還可以在伺服器、以及桌上型電腦和筆記型電腦中找到應用。 順便說一句，有傳言稱 .
事實上，配備 ARM A12X 處理器的最新 iPad Pro 機型幾乎與配備 Core i15 和 Core i7 處理器的 9 吋 MacBook Pro 一樣強大，因此這樣的升級是非常合乎邏輯的。
來源： www.habr.com