Ampere Altra - أول معالج ARM 80 نواة في العالم

طرحت شركة Ampere في كاليفورنيا أول معالجات ARM قائمة على 80 خادمًا في الصناعة على بنية 64-bit Ampere Altra .

لعدة سنوات ، توقع الخبراء أن منصة ARM ستنافس x86 في مراكز البيانات ، ولكن هذا لا يحدث. في نهاية عام 2019 ، تهيمن شركة Intel على حصة بنسبة 95.5٪ ، أيه إم دي - 4.5٪.

ومع ذلك ، يُظهر معالج ARM الجديد في المعيار القياسي SPECrate 2017 أداءً أعلى من أسرع معالج AMD EPYC 64 نواة أو Xeon من 28 نواة من عائلة Cascade Lake. هذا تطبيق خطير (على الرغم من أن النتائج المعيارية "ملتوية" قليلاً ، انظر أدناه).

الميزة الرئيسية لـ ARM هي كفاءة الطاقة ، والتي ، بحكم التعريف ، لا يمكن أن تتطابق معالجات x86 بسبب البنية. يحتوي Ampere Altra ذو 80 نواة على TDP من 45-210 واط ، وتردد ساعة 3 جيجا هرتز.

يعتقد Ampere أن خيط واحد لكل نواة بدلاً من اثنين يساهم في زيادة الأمان ، لأن هذا التصميم يحمي النوى الفردية بشكل أفضل من الهجمات على قنوات الطرف الثالث مثل Meltdown و Specter.





تم تصميم المعالج لتطبيقات الخادم مثل تحليلات البيانات ، والذكاء الاصطناعي ، وقواعد البيانات ، والتخزين ، ومداخن الاتصالات ، وحوسبة الحدود ، واستضافة الويب والتطبيقات السحابية. يتم تنفيذ دعم تنسيقات البيانات FP16 (أرقام نصف دقيقة) و INT8 (تمثيل بايت واحد لعدد صحيح) خاصة لتطبيقات التعلم الآلي على مستوى الأجهزة. هناك أيضًا تجزئة تسريع الأجهزة لـ AES و SHA-256.



يتم تصنيع الرقائق الدقيقة في مصنع TSMC باستخدام تقنية المعالجة 7 نانومتر. تم إرسال عينات وحدة المعالجة المركزية الأولى بالفعل إلى العملاء المحتملين ، ومن المخطط أن يبدأ الإنتاج الضخم في منتصف عام 2020.

أسس الرئيس التنفيذي لشركة Ampere والرئيس السابق لشركة Intel Renée James Ampere Computing في أكتوبر 2017 على أساس شركة Applied Micro Circuits Corporation المفلسة (1979-2017) ، والتي صممت أيضًا معالجات خادم ARM. على وجه الخصوص ، في عام 2011 ، قدمت منصة X-Gene 64 بت استنادًا إلى ARMv8-A.

يجمع جيمس حاليًا بين المدير التنفيذي ورئيس مجلس إدارة Ampere Computing مع نائب رئيس اللجنة الاستشارية للأمن القومي للاتصالات ، التي تقدم المشورة لرئيس الولايات المتحدة.

أتساءل عن مدى نجاح المحاولة الجديدة في جلب معالجات ARM إلى سوق الخوادم.

يقول جيمس : "أطلقنا المعالج الذي يحتوي على أكبر عدد من النوى في السوق" . "أرسلنا الآن [للاختبار] إلى بعض أكبر مزودي الخدمات السحابية في الصناعة ... أعتقد أن الناس سوف يفاجأون." دائمًا ما يأتي [استبدال التقنيات السابقة] بشيء جديد. وإذا لم يكن من شركة قائمة ، فمن شركة جديدة. من المثير للاهتمام العمل على ما أعتبره المرحلة التالية في تطوير الصناعة ".

كان هناك الكثير من الحديث عن شرائح خادم ARM 64 بت في السنوات الماضية ، عندما حاولت AMD و Applied Micro المذكورة أعلاه إنتاج معالجات مماثلة. لكن هذه الشركات فشلت. أغلقت AMD مشروع ARM ، وتم بيع الأصول التطبيقية الصغيرةماكوم. في عام 2017 ، اشترت مجموعة Carlyle قسم معالج ARM منها. تم إغلاق الصفقة في نهاية عام 2019 ، وتولى جيمس منصب الرئيس التنفيذي للشركة الجديدة ، تاركًا منصبه كرئيس للعمليات في مجموعة كارلايل.


نظامان خادم Ampere: Mt. اليشم وجبل. وقالت الشركة

إن نوى Snow Ampere Altra أحادية الخيوط و "خوادم كثيفة موفرة للطاقة" والتي يمكن بناؤها على وحدات المعالجة المركزية هذه ستسمح للعملاء "بزيادة عدد الخدمات التي يمكنهم نشرها في السحابة".

معالج Ampere Altra يعتمد على منصة ARM Neoverse N1. تم تلقي تعليقات إيجابية حول الخوادم الجديدة من مهندسين من Microsoft Azure و Oracle و Canonical و VMware و Kinvolk و Packet و Lenovo و Gigabyte و Wiwynn و Micron ، وكلها مذكورة في بيان صحفي.


خادم جبل Jade لمعالجين (160 نواة): تحليلات البيانات وقواعد البيانات والويب

تقول الشركة أن البرنامج جاهز للعمل مع Ampere Altra: "أهم شيء الآن هو أنه إذا نظرت إلى جميع المستويات ، ومستوى نظام التشغيل ، كل شيء من Linux إلى قال جيف ويتش ، نائب الرئيس الأول لمنتجات Ampere Products ، إن BSD و Windows يدعمان ARM ". - في مجال المحاكاة الافتراضية ، لدينا دعم Kubernetes و Docker و VMware و KBM. كل شيء مدعوم هناك. على مستوى التطبيق ، كل شيء يعمل في السحابة اليوم يعمل معنا بالفعل ".


Mt. Snow : , , ,

• 
  
  • 80 ARM v8.2+ 64 3,0  Sustained Turbo, ARM v8.3 v8.4
  • I- L1 64 K, D- L1 64 , L2 1  , 32  (SLC)
  • SIMD (Single Instruction, Multiple Data) (128 )
  • mesh-
• 
  
  • 8x 72- DDR4-3200
  • ECC, Symbol-based ECC, DDR4 RAS
  • 16 DIMM 4
• 
  
  • (GICv3)
  • I/O (SMMUv3)
  • RAS (Reliability, Availability, Serviceability)
• 
  
  • 128 PCIe Gen4
    
    • 8 x8 PCIe + 4 x16 PCIe/CCIX Extended Speed Mode (ESM) 20/25 / ( )
    • 48 32 x2
  • 192 2P
  • 4 x16 CCIX
• – 0°C +90°C
• 
  
  • CPU: 0,80 , DDR4: 1,2
  • I/O: 3,3 /1,8 , SerDes PLL: 1,8
• – , Turbo Gen2,
• – 4926- FCLGA
• – FinFET 7

يقول Jeff Wittich أنه في الاختبارات ، يظهر معالج Ampere نتيجة أفضل بنسبة 4٪ من أسرع معالج AMY EPYC ، ويستهلك طاقة أقل بنسبة 14٪. نحن نتحدث عن معالج EPYC
7742 64 نواة مع TDP 225 واط وبتكلفة 6950 دولار. هذا هو أقوى معالج عائلة EPYC 2 على بنية Zen 2. الدقيقة ، وقد تم تقديم العائلة في أغسطس 2019.





استشهد Wittich أيضًا بمعالج Xeon من 28 نواة من عائلة Cascade Lake. تجاوز معالج Ampere Altra هذا "2.23 مرة في الأداء و 2.11 مرة في كفاءة الطاقة." هنا ، تمت مقارنة المؤشرات بـ Xeon Platinum 8280 ذي 28 نواة (205 واط) ، وتم حساب كفاءة الطاقة بناءً على نواة واحدة.

يقال ، في المعيار الصحيح SPECrate 2017 ، يظهر معالج Ampere Altra نتيجة أكبر من 259.وينتج عن هذا الجدول أدناه أعلى أداء لنظام الخادم ASUS RS720A-E9 (KNPP-D32) (2.20 جيجاهرتز ، AMD EPYC 7601) ونظام الخادم ASUS RS500A-E10 (KRPA-U16) 2.25 جيجاهرتز ، AMD EPYC 7742

. بالنسبة إلى نتائج AMD ، يكون المعامل 0.85 بسبب استخدام حزمة المترجم AMD64 لتجميع كود المعيار مقارنةً بـ GCC 8.2 ، والذي استخدمه بنفسه ، نظرًا لأن مترجم AMD C / C ++ ينتج كودًا محسنًا أكثر من GCC لـ ARM.

على الرغم من هذه "التقلبات" في المعيار ، تبدو Ampere Altra مثيرة للإعجاب للغاية من حيث الأداء وكفاءة الطاقة. يمكن "تعبئة" حوالي 3500 نواة للمعالج في رف خادم قياسي 42U مع مصدر طاقة يبلغ 12.5 كيلووات ، مما يؤدي إلى توفير من حساب الواط لكل مركز.





وهذه ليست سوى البداية. قال Jeff Wittich أنه في غضون عام ، سيظهر منتج آخر ، يحمل الاسم الرمزي Mystique ، في السوق ، حيث سيزيد Ampere من عدد النوى.

ستدعم Mystique الموصل نفسه ، لذا لا يلزم استبدال اللوحة الأم. تم التخطيط للجيل القادم من Siryn SoC في عام 2022.



في السنوات الأخيرة ، لاحظنا عدة محاولات لإطلاق معالجات ARM من جانب الخادم من شركات مختلفة: Broadcom / Cavium / Marvell و Calxeda و Huawei و Fujitsu و Phytium و Annapurna / Amazon و AppliedMicro / Ampere. معظم هذه المحاولات باءت بالفشل. ولكن هناك دلائل على أن الوضع يتغير. في ديسمبر 2019 ، طرحت أمازون خوادم الإنتاج مع معالجات Graviton2 ARM 64 نواة.هو نظام على رقاقة على نفس النواة مثل نواة ARM Neoverse N1. في بعض الاختبارات ، كانت حالات ARM (M6g و M6gd) ذات أداء أفضل ، وأحيانًا أفضل بكثير من x86.

في نوفمبر 2019 ، أفيد أن شركة Nuvia الأمريكية الناشئة جمعت 53 مليون دولار في تمويل رأس المال الاستثماري . تأسست الشركة الناشئة من قبل ثلاثة مهندسين بارزين شاركوا في إنشاء معالجات في Apple و Google. كما يعدون بتطوير معالجات الخوادم التي تتنافس مع Intel و AMD. وفقًا للمعلومات المتاحة ، صممت Nuvia من نقطة الصفر معالجًا مركزيًا يمكن بناؤه "في الجزء العلوي" من بنية ARM ، ولكن دون الحصول على ترخيص ARM.

كل هذا يشير إلى أن معالجات RISC يمكن أن تجد التطبيق ليس فقط في الأجهزة المحمولة ، ولكن أيضًا في الخوادم ، وكذلك في أجهزة الكمبيوتر المكتبية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. بالمناسبة ، هناك شائعات بأن أجهزة كمبيوتر Apple MacBook المستقبلية ستظهر أيضًا على معالجات ARM .



في الواقع ، أحدث طرازات iPad Pro مع معالجات A12X ARM جيدة تقريبًا مثل أجهزة MacBook Pros 15 بوصة مع معالجات Core i7 و Core i9 ، لذا فإن مثل هذه الترقية ستصبح منطقية تمامًا.

---