На прошедшем мероприятии Next Horizon в Сан-Франциско компания AMD (NASDAQ: AMD) продемонстрировала свою глубокую приверженность инновациям для рынка ЦОД. На мероприятии были детально представлены грядущие 7нм вычислительные и графические продукты, разработанные для расширения возможностей современных ЦОД. Компания AMD раскрыла новые спецификации перспективной архитектуры процессорных ядер «Zen 2», а также революционный дизайн кристалла x86-процессора. Кроме этого компания AMD продемонстрировала серверные процессоры EPYC™ с техпроцессом 7нм под кодовым названием «Rome».
«Многолетние инвестиции в наши роадмапы для оборудования и ПО для ЦОД привели к росту популярности наших процессоров и графики в облачных средах как для корпоративных заказчиков, так и для пользователей HPC, – сказала доктор Лиза Су, Президент и CEO компании AMD. – У нас достаточно возможностей для развития в этом направлении. И подтверждением этому является самый обширный и мощный во всей отрасли портфель процессоров и графики для ЦОД. Эти процессоры созданы по ведущему техпроцессу 7нм и станут доступны в ближайшие кварталы».
Обновления вычислительной архитектуры AMD
Компания AMD впервые раскрыла подробности о своей грядущей высокопроизводительной архитектуре для CPU x86 — «Zen 2». Она стала результатом применения революционной методологии модульного дизайна, который использует улучшенную версию интерконнекта AMD Infinity Fabric для соединения отдельных элементов кремния («чиплетов») в едином процессоре. Многочиповый процессор выпускается по техпроцессу 7нм. И пока ядра «Zen 2» получают преимущества от использования новой технологии, техпроцесс 14нм используется для части процессора, отвечающей за ввод/вывод на чипе. В результате мы получаем более высокую производительность — больше ядер CPU при таком же энергопотреблении и более доступное производство, чем для традиционных монолитных чипах.
За счет сочетания прорывного дизайна с преимуществами технологии TSMC (7нм), «Zen 2» демонстрирует значительные улучшения производительности, энергопотребления и плотности транзисторов по сравнению с предыдущим поколением. Они могут помочь сократить операционные затраты на поддержку ЦОД, уменьшить карбоновый след и снизить потребность в охлаждении. В числе прочих преимуществ по сравнению с отмеченной наградами архитектурой «Zen» можно отметить:
- Улучшенный конвейер, более эффективно поставляющий данные вычислительным движкам.
- Усовершенствования Front-end: улучшенное предсказание ветвлений, усовершенствованный префетчинг инструкций, оптимизированный кэш инструкций и увеличенный операционный кэш.
- Улучшения в операциях с плавающей запятой: удвоенная емкость и увеличенная пропускная способность загрузки/хранения для операций с плавающей запятой
до 256 бит, увеличенная пропускная способность dispatch/retire и высокая пропускная способность для всех режимов работы.
- Продвинутые функции безопасности: противодействие уязвимостям Spectre на аппаратном уровне, миграция ПО на уровне дизайна и расширенные возможности для шифрования памяти.
Несколько решений AMD на базе техпроцесса 7нм находятся в настоящее время в разработке, включая следующее поколение серверных процессоров AMD EPYC и ускорителей вычислений AMD Radeon Instinct. Обе серии продуктов были детально представлены компанией AMD на прошедшем мероприятии. В дополнение к этому компания сообщила, что следующие архитектуры x86 7нм+ «Zen 3» и «Zen 4» также находятся в разработке.
Обновления серверных CPU AMD EPYC
Компания AMD также впервые продемонстрировала и раскрыла подробности производительности своих процессоров EPYC нового поколения под кодовым названием «Rome»:
- В числе улучшений процессора: наличие до 64 ядер «Zen 2», увеличенное количество инструкций на такт[i], а также лучшая производительность и пропускная способность подсистемы ввода/вывода и памяти[ii].
- В числе улучшений платформы: первый в отрасли процессор x86 для серверов с поддержкой PCIe0 и удвоенной пропускной способностью на канал[iii], что позволяет радикально увеличить производительность в ЦОД.
- Удвоенная вычислительная производительность на сокет[iv] и четырехкратный рост производительности с плавающей запятой на сокет[v] по сравнению с текущими процессорами AMD EPYC.
- Совместимость с сегодняшними платформами AMD EPYC на уровне сокета.
Компания AMD продемонстрировала производительность и улучшения платформ своих процессоров EPYC нового поколения и в ходе мероприятия представила:
- Предсерийную версию процессора AMD EPYC нового поколения в конфигурации одного сокета, которая обошла доступную топовую систему с двумя процессорами Intel Xeon в ходе выполнения интенсивной вычислительной нагрузки в стандартном тесте «C-Ray»[vi].
- Платформу x86, способную работать с PCIe0 и использовать ускоритель вычислений Radeon Instinct MI60 для дополнительного усиления эффекта.
«Rome» уже предоставляется заказчикам и готовится стать первым в мире высокопроизводительным процессором x86 с техпроцессом 7нм.
[i] Ожидаемое увеличение количества инструкций на цикл (IPC) основано на тестировании в AMD для “Zen 2” в различных микротестах. Оценка показала 4,53 IPC для DKERN +RSA по сравнению с результатами предыдущего поколения “Zen 1” (3.5 IPC для DKERN + RSA) при использовании комбинированных тестов для плавающей запятой и целочисленных вычислений.
[ii] NAP-42 – Процессор AMD EPYC™ 7601 поддерживает до 8 каналов DDR4-2667, тогда как Xeon Platinum 8180 поддерживает 6 каналов DDR4-2667. NAP-43 – Процессор AMD EPYC 7601 содержит до 32 ядер CPU, а Xeon Platinum 8180 — до 28 ядер CPU.
NAP-44 – Один процессор AMD EPYC™ 7601 предлагает до 2Tб/процессор (x 2 = 4Тб), тогда как один процессор Xeon Platinum 8180 показывает 768Гб/процессор (x 2 = 1,54Тб). NAP-56 – Процессор AMD EPYC™ поддерживает до 128 PCIe® Gen 3 I/O (В 1 и 2-процессорных конфигурациях), тогда как Intel® Xeon® SP Series поддерживает как максимум 48 планок PCIe® Gen 3 на CPU, плюс 20 планок на уровне чипсета (максимум 68 планок на 1 сокет или 116 на 2 сокета).
На базе параметров “Zen 2” в сравнении с “Zen1” в поставляемых продуктах – количество ядер было увеличено с 32 до 64 на сокет, пропускная способность памяти достигла 3200Гб/с для 8 каналов, превосходство ввода/вывода было расширено до поддержки PCIe Gen 4.
[iii] По данным Silicon Labs, провайдера решений PCIe Gen 4 solutions. (вебсайт: https://www.silabs.com/community/blog.entry.html/2015/12/04/what_is_pcie_gen4a-oobp). PCIe Gen4 — это новая стандартная шина передачи данных, которая вдвое увеличивает скорость передачи на планку по сравнению с Gen3 — от 8.0 ГТ/с (гигатрансфер/секунду) до 16.0 ГТ/с. Это значит, что одно соединение PCIe Gen4 позволит передавать данные со скоростью 2Гб/с (гигабайт/секунду), а полный интерконнект на 16 слотов PCIe Gen4 для графических карт и высокопроизводительных твердотельных дисков позволяет достичь пропускной способности до 32Гб/с.
[iv] Тестирование проводилось AMD Engineering в октябре 2018 с использованием референсной системы AMD с предсерийным образцом “Rome”, и “Rome” получил почти вдвое больший результат, чем система с “Naples”.
[v] Ожидаемый рост от поколения к поколению основан на внутренних спецификациях AMD при сравнении “Zen 2” с “Zen 1”. “Zen 2” имеет вдвое большую плотность ядер по сравнении с “Zen 1”, а увеличение на 2X пиковых результатов Флопс на ядро при той же частоте демонстрирует 4-кратное увеличение пропускной способности в Флопс.
[vi] Оценка основана на внутреннем тестировании AMD 6 ноября 2018 года с использованием референсной системы AMD “Ethanol” (Oct 2018?) и конфигураций AMD EPYC™ с шасси AMD “Rome” и платой EthanolX, в которую был установлен один процессор AMD EPYC (“Rome”) нового поколения с XXXXX памяти DIMM на частоте XXXXX; против системы на базе Intel и Supermicro SYS-1029U-TRTP; ОС: Ubuntu 7.3.0-27ubuntu1~18.04; Linux: 4.15.0-36-generic; Компилятор: GCC 7.3.0 с 2x Intel(R) Xeon(R) Platinum 8180M CPU, 24×32Гб на частоте 2666 МГц. Сервер AMD “Rome” с одним процессором выполнил демонстрацию C-Ray demo за XXXXX секунд, а Intel 8180M — за XXXXX sec. Данные теста были отредактированы AMD в целях конфиденциальности. Подробная информация будет предоставлена после запуска продукта.
http://www.amd.com/
