Ampere Altra - le premier processeur ARM 80 cœurs au monde

La société californienne Ampere a présenté les premiers processeurs ARM de serveurs à 80 cœurs de l'industrie sur l'architecture 64 bits Ampere Altra .

Depuis plusieurs années, les experts prédisent que la plate-forme ARM sera en concurrence avec x86 dans les centres de données, mais cela ne se produit pas. Fin 2019, Intel y domine avec une part de 95,5% , AMD - 4,5%.

Cependant, le nouveau processeur ARM de l'indice de référence entier SPECrate 2017 affiche des performances plus élevées que le processeur AMD EPYC 64 cœurs le plus rapide ou le Xeon 28 cœurs haut de gamme de la famille Cascade Lake. Il s'agit d'une application sérieuse (bien que les résultats de référence soient un peu «tordus», voir ci-dessous).

Le principal avantage d'ARM est l'efficacité énergétique, qui, par définition, ne correspond pas aux processeurs x86 en raison de l'architecture. L'Ampère Altra à 80 cœurs a un TDP de 45 à 210 watts, une fréquence d'horloge de 3 GHz.

Ampere estime qu'un thread par cœur au lieu de deux contribue à une sécurité accrue, car cette conception protège mieux les cœurs individuels contre les attaques sur des canaux tiers tels que Meltdown et Spectre.





Le processeur est conçu pour les applications serveur telles que l'analyse de données, l'intelligence artificielle, les bases de données, le stockage, les piles de télécommunications, l'informatique frontalière, l'hébergement Web et les applications cloud. Surtout pour les applications d'apprentissage automatique au niveau matériel, la prise en charge des formats de données FP16 (nombres à demi-précision) et INT8 (représentation sur un octet d'un entier) est implémentée. Il existe également un hachage accéléré par le matériel AES et SHA-256.



Les micropuces sont fabriquées à l'usine TSMC en utilisant la technologie de traitement à 7 nm. Les premiers échantillons de CPU ont déjà été envoyés à des clients potentiels et la production en série devrait commencer mi-2020.

Le PDG d'Ampere et ancienne présidente d'Intel, Renée James, a fondé Ampere Computing en octobre 2017 sur la base de la faillite d'Applied Micro Circuits Corporation (1979-2017), qui a également conçu des processeurs de serveur ARM. En 2011, elle a notamment présenté la plate-forme X-Gene 64 bits basée sur ARMv8-A.

James combine maintenant le directeur exécutif et président du conseil d'administration d'Ampere Computing avec le poste de vice-président du National Security Telecommunications Advisory Committee, qui conseille le président des États-Unis.

Je me demande quel sera le succès de cette nouvelle tentative pour amener les processeurs ARM sur le marché des serveurs.

«Nous avons lancé le processeur avec le plus grand nombre de cœurs sur le marché», explique James. "Maintenant, nous l'avons envoyé [pour test] à certains des plus grands fournisseurs de services cloud de l'industrie ... Je pense que les gens seront surpris." [Remplacer les technologies précédentes] vient toujours quelque chose de nouveau. Et sinon d'une entreprise existante, alors d'une nouvelle. Il est très intéressant de travailler sur ce que je considère être la prochaine étape du développement de l'industrie. "

On a beaucoup parlé des puces de serveur ARM 64 bits ces dernières années, quand AMD et Applied Micro susmentionnés ont essayé de produire des processeurs similaires. Mais ces entreprises ont échoué. AMD a clôturé son projet ARM et les actifs d'Applied Micro ont été vendusMacom. En 2017, le groupe Carlyle lui a racheté la division processeur ARM. L'accord a été conclu à la fin de 2019 et James a pris la direction de la nouvelle société, quittant son poste de directeur des opérations chez Carlyle Group.


Deux plates-formes de serveurs Ampere: Mt. Jade et Mt. Les

cœurs monofil de Snow Ampere Altra et les «serveurs denses éconergétiques» qui peuvent être construits sur de tels processeurs permettront aux clients de «maximiser le nombre de services qu'ils peuvent déployer dans le cloud», a déclaré la société.

Processeur Ampere Altra basé sur la plateforme ARM Neoverse N1. Les ingénieurs de Microsoft Azure, Oracle, Canonical, VMware, Kinvolk, Packet, Lenovo, Gigabyte, Wiwynn et Micron ont reçu des commentaires positifs sur les nouveaux serveurs, tous cités dans un communiqué de presse.


Serveur Mt. Jade pour deux processeurs (160 cœurs): analyse de données, bases de données, web

La société affirme que le logiciel est prêt à fonctionner avec Ampere Altra: «La chose la plus importante maintenant est que si vous regardez à tous les niveaux, au niveau du système d'exploitation, de Linux à BSD et Windows prennent tous en charge ARM », a déclaré Jeff Wittich, vice-président directeur, Ampere Products. - Sur la virtualisation, nous prenons en charge Kubernetes, Docker, VMware et KBM. Tout y est pris en charge. Au niveau des applications, tout ce qui fonctionne dans le cloud aujourd'hui fonctionne déjà avec nous. »


Mt. Snow : , , ,

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  • 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

Jeff Wittich dit que dans les tests, le processeur Ampère affiche un résultat 4% meilleur que le processeur EPYC le plus rapide d'AMD et consomme 14% moins d'énergie. Nous parlons d'un processeur EPYC
7742 à 64 cœurs avec un TDP de 225 W et un coût de 6950 $. C'est le plus puissant de la famille de processeurs EPYC 2 sur la microarchitecture Zen 2. La famille a été introduite en août 2019.





Wittich a également cité un processeur Xeon à 28 cœurs de la famille Cascade Lake. Le processeur Ampere Altra l'a dépassé "2,23 fois en performances et 2,11 fois en efficacité énergétique". Ici, les indicateurs ont été comparés avec le Xeon Platinum 8280 (205 W) à 28 cœurs, et l'efficacité énergétique a été calculée sur la base d'un cœur.

Selon certaines informations, dans le benchmark entier SPECrate 2017, le processeur Ampere Altra affiche un résultat supérieur à 259. EnIl en résulte dans le tableau ci - dessous les performances de pointe du système de serveur ASUS RS720A-E9 (KNPP-D32) (2,20 GHz, AMD EPYC 7601) et du système de serveur ASUS RS500A-E10 (KRPA-U16) 2,25 GHz, AMD EPYC 7742.

Cependant, Ampère appliqué le résultat AMD est de 0,85 en raison de l'utilisation du package du compilateur AMD64 pour compiler le code de référence par rapport à GCC 8.2, qu'il utilisait lui-même, car le compilateur AMD C / C ++ produit un code plus optimisé que GCC pour ARM.

Malgré de tels «rebondissements» de la référence, Ampere Altra semble très impressionnant en termes de performances et d'efficacité énergétique. Environ 3500 cœurs de processeur peuvent être «emballés» dans un rack de serveur 42U standard avec une alimentation de 12,5 kW, ce qui permet de réaliser des économies grâce au calcul des watts par cœur.





Et ce n'est que le début. Jeff Wittich a déclaré que dans un an, un autre produit, appelé Mystique, apparaîtra sur le marché, dans lequel Ampere augmentera encore le nombre de cœurs.

Mystique prendra en charge le même connecteur, le remplacement de la carte mère n'est donc pas nécessaire. La prochaine génération de Siryn SoC est prévue pour 2022.



Ces dernières années, nous avons observé plusieurs tentatives de libération de processeurs ARM côté serveur de différentes sociétés: Broadcom / Cavium / Marvell, Calxeda, Huawei, Fujitsu, Phytium, Annapurna / Amazon et AppliedMicro / Ampere. La plupart de ces tentatives ont échoué. Mais certains signes indiquent que la situation évolue. En décembre 2019, Amazon a déployé des serveurs de production avec des processeurs Graviton2 ARM à 64 cœurs.Est un système sur puce sur le même cœur que le cœur ARM Neoverse N1. Dans certains tests, les instances ARM (M6g et M6gd) fonctionnaient mieux, et parfois bien mieux que x86.

En novembre 2019, il a été signalé que la startup américaine Nuvia avait levé 53 millions de dollars en financement de capital-risque . La startup a été fondée par trois ingénieurs de premier plan qui ont participé à la création de processeurs chez Apple et Google. Ils promettent également de développer des processeurs serveurs qui rivaliseront avec Intel et AMD. Selon les informations disponibles , Nuvia a conçu à partir de zéro un cœur de processeur qui peut être construit "au-dessus" de l'architecture ARM, mais sans obtenir de licence ARM.

Tout cela indique que les processeurs RISC peuvent trouver des applications non seulement dans les appareils mobiles, mais aussi dans les serveurs, ainsi que dans les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables. À propos, il y a des rumeurs selon lesquelles les futurs ordinateurs portables Apple MacBook sortiront également sur des processeurs ARM .



En fait, les derniers modèles d'iPad Pro avec processeurs A12X ARM sont presque aussi bons que les MacBook Pros 15 pouces avec processeurs Core i7 et Core i9, une telle mise à niveau deviendra donc tout à fait logique.

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