Sučeljavanje „head-to-head“ s x86, Arm server čipovi ponovo okreću plimu

Novi agresivni dodatak
Nedavno je Marvell postigao napredan napredak temeljen na trećoj generaciji procesora Arm poslužitelja ThunderX3. Dizajniran je za današnja zahtjevna opterećenja na računalstvu u oblaku i HPC tržištima. Omogućuje visoke performanse, malu potrošnju energije, veliku propusnost memorije i nisku latenciju memorije. Uzorci će se kupcima pružiti do sredine ove godine.

Gopal Hegde, potpredsjednik Marvell Semiconductor-a i generalni direktor odjela poslužiteljskih procesora, istaknuo je da se podatkovni centar pomaknuo s fokusiranja na jednosmjerne performanse do fokusiranja na performanse na razini stalka. Među njima su omjer performansi i snage, omjer performansi i troškova i trošak TCO-a) tri ključna čimbenika za razmatranje implementacije. Kao rezultat toga, podatkovni centri su počeli prihvaćati poslužitelje prilagođene specifičnim opterećenjima.

U usporedbi s prethodnom generacijom ThunderX2, ThunderX3 je postigao sveobuhvatno poboljšanje performansi. Prema izvještajima, procesor ThunderX3 proizvodi se pomoću 7M procesorske tehnologije TSMC-a, s do 96 jezgara, 4 niti / jezgrom

Kako poboljšati performanse ThunderX3-a? Zhou Lixin, stariji direktor marketinga proizvoda za poslužiteljske procesore, Marvell Semiconductor, rekao je da uglavnom dolazi od poboljšanja mikroarhitekture, što je ukupni učinak IPC-a za 25% veći od ThunderX2. U kombinaciji s povećanjem frekvencije procesora i DDR frekvencije, ukupne performanse jednog niti su porasle za više od 60% u odnosu na prethodnu generaciju. Na razini jednog procesora, u usporedbi s ThunderX2, ukupna aritmetička izvedba ThunderX3 poboljšana je za više od 3 puta, a aritmetičke performanse s pomičnim zarezom poboljšane su za više od 5 puta.

Dakle, kakve su performanse potrebne za tržište HPC-a? Zhou Lixin rekao je da HPC zahtijeva puno paralelne obrade, ThunderX3 ima 4 niti po jezgri, do 96 jezgara i može podržati 384 niti. Naglasio je da jedna jezgra podržava četiri niti, bilo da se radi o x86 arhitekturi ili drugim Arm procesorima, koji se trenutno ne primjenjuju, ThunderX3 je postigao "redoslijed razlike" u tom pogledu.

Koje su prednosti četiri niti u odnosu na pojedinačne niti? Može se promatrati iz tri aspekta: jedan je SPECCPU, što je najobičniji indeks za mjerenje poslužitelja; drugi je MySQL baza podataka; a treće je Web pretraživanje. Prema procjenama, četiri niti imaju značajno poboljšanje performansi u odnosu na pojedine niti, posebno MySQL, što može poboljšati performanse za 80%.

Naravno, CPU nije samo indeks izračuna, već uključuje i napredne DDR i PCIe. ThunderX3 koristi PCIe 4.0. U ThunderX2 su postojale 2 128-bitne SIMD (neonske) jedinice u svakoj jezgri, a ThunderX3 je porastao na 4, što je vrlo važno za superračunanje, AI i strojno učenje.

Govoreći o glavnim prednostima u usporedbi s procesorima arhitekture x86, Gopal Hegde je rekao da je arhitektura x86 orijentirana na mnoga tržišta poput poslužitelja i stolnih računala, a Armv8-A jezgra je specifično za razvoj aplikacija za poslužitelje, što je više optimizirano u pogledu područja , performanse i potrošnja energije. Dva glavna proizvođača arhitekture x86: Intel je jedna ili dvije generacije koja stoji iza TSMC-a u procesu, što ima određeni utjecaj na performanse procesora na x86 poslužitelju; AMD koristi integraciju paketa u arhitekturi, a postoji 9 umirućih u 64 jezgre. Nedovoljno vremena i širine pojasa, te velika potrošnja energije.
Možda će Chiplet razmotriti u budućnosti
Zbog različitih okolnosti, svaka obitelj ima i vlastiti put provedbe. Na primjer, AMD, uspjeh serije EYPC neodvojiv je od prihvaćanja Chiplet tehnologije. Hoće li Marvell razmotriti rješenje fizičkog uskog grla?

Gopal Hegde je rekao da je u to vrijeme AMD-ov EPYC, ako se u isti čip stavi 32 jezgre, bilo fizički teško prvo proizvesti, čak i ako je prinos loš, pa je morao koristiti 4 matrice za 32 jezgre. Veličina svake jezgre Marvell-a je oko 30% manja od one u AMD-u, pa se u ThunderX3 može integrirati toliko jezgara. Govorio je o nekim prednostima ne upotrebe čipleta, kao što je propusnost memorije, a kašnjenje je relativno kratko. Međutim, ako propadnemo u budućnosti, čak i ako će se jezgro prije ili kasnije pojaviti u fizičkim uskim grlima, mogli bismo razmotriti i Chipletov plan.
Inventar kampa poslužitelja oružja
Od prvog dana kada je Arm ušao na tržište poslužitelja, cijela je industrija bila puna sumnje, a ovaj je zastoj nastavljen tijekom cijelog vremena, dosežući vrhunac i kada je Qualcomm službeno otkazao svoj projekt čip servera.

Međutim, sljedeća priča postaje sve uzbudljivija. 2017. godine bivši Intelovi rukovoditelji otišli su pokrenuti Ampere, koji se bavi istraživanjem i razvojem Arm server čipova. U 2018. godini Fujitsu je javno predstavio prvu industrijsku podršku za SVE (Scalable Vector Extension) temeljen na proširenju skupa instrukcija ArmV8. ) 'S A64FX čip, za kojeg kažu da je toliko moćan da ga ne treba kombinirati s GPU-om; Graviton 2 koji je AWS pokrenuo 2019. je nevjerojatna ...

U stvari, također od prošle godine, tempo uvođenja procesora u poslužitelj oružja značajno se ubrzao i performanse PK-a postale su intenzivnije. Predstavnici domaćeg kampa uključuju Feiteng i Huawei. Kao rani domaći proizvođači dizajna koji su dobili odobrenje za postavljanje ARMv8 arhitekture, Feitengovi CPU proizvodi posljednjih godina postižu korisne rezultate u pogledu performansi i ekologije; a Huawei Kunpeng provodi cijeli ekosistem i industriju. Sposobnost integracije lanca brzo napreduje.

Zašto je ekosustav poslužitelja Arm počeo pokazivati ​​neviđen napredak? Gopal Hegde vjeruje da je najočitiji razlog taj što krajnji korisnici otkrivaju da je vrijeme za ubrzanje primjene oružja zrelo i da će sve više i više ljudi ulagati.

Temeljna prednost okvira Arm leži u niskoj potrošnji energije i visokom tržišnom udjelu. Međutim, poslužitelj je posao usko povezan s ekologijom, pa sada x86 arhitektura cijelog tržišta i dalje zauzima više od 90% udjela. U vrijeme objavljivanja ovog članka, Intel je upravo objavio svoje izvješće o zaradi u prvom tromjesečju za 2020. Među njima je posao s podacima u podatkovnom centru porastao za 43% u usporedbi s istim. Razlog za to nije ulazak u detalje, ali dovoljno je vidjeti s kakvim se protivnicima Marvell i drugi susreću.

Dakle, odakle dolazi Marvellino povjerenje?

Gopal Hegde rekao je da je ekološka razina zapravo efekt "snježne kugle". Od pokretanja ThunderX2 u prethodne dvije godine, napredak implementacije se ubrzava, što podržavaju mnogi proizvođači OEM i platforme, proizvođači hardvera IHV, operativni sustavi i firmver, srednji softver, aplikacije i alati. Trenutno ekosustav pokriva više od 100 tvrtki partnera. Microsoft razvija poslužitelj na razini proizvodnje temeljen na ThunderX2 za Azure, a također je javno izjavio da bi u budućnosti mogao migrirati 40% -50% svog volumena na Arm platformu. Pored toga, poslužitelji procesora serije ThunderX2 implementirali su podršku za NVIDIA GPU-ove, što će dodatno zadovoljiti potrebe HPC-a i igara.

Pametnija je stvar što se, kako je u razgovoru pojasnio Gopal Hegde, Marvell ne natječe s x86 u cijeloj ploči, već se fokusira samo na ekološki zrela i vrlo brzo rastuća područja, odnosno superračunalo i oblak, tržište na razini poduzeća nije Ući će.

Arhitektura oružja ušla je u kritično razdoblje na tržištu poslužitelja. Ogromni zahtjevi za računanjem i pohranom podataka, što ih donose mnogi inovativni scenariji, stvorit će veliko tržište usluga u oblaku i stvoriti uistinu raznoliku potražnju za osnovnim računalnim arhitekturama. A napredni napredni računalni pogon zahtijeva raznoliku konstrukciju, a ova uspješna ekološka scena upravo je ono što industrija treba.