Компания Kontron, известная своими компьютерами для промышленного применения, а также специализированными серверами, продемонстрировала на выставке Mobile World Congress 2017 первый в мире сервер на базе процессора Applied Micro (MACOM) X-Gene 3. Демонстрация была статической, а потому компания не поделилась данными о производительности образцов 32-ядерных серверных процессоров на основе ядер ARMv8-A.
Путь архитектуры ARM на рынок серверов трудно назвать лёгким: с одной стороны, ядра ARM Cortex долгое время не обладали достаточной для мощных серверов производительностью, с другой, разработчики машин не готовы серьёзно инвестировать в архитектуру, которая может и не проявить себя в перспективе. Таким образом, ARM присутствует в ряде нишевых машин, но пока не находит себе места в большинстве центров обработки данных (ЦОД). Тем не менее, судя по всему, поставщики нишевых серверов верят в ARM, а потому продолжают разрабатывать новые решения на базе процессоров, совместимых с набором команд ARMv8-A. Kontron стала первой, кто показал машину на базе X-Gene 3, но, судя по всему, компания будет не единственной, кто предложит подобные серверы.
Блок диаграмма процессора X-Gene 3: 32 ядра общего назначения, 32 Мбайт кеша третьего уровня, восемь каналов DDR4-2667, 42 линии PCI Express 3.0, поддержка Serial ATA 3.0 и USB 3.0
Что касается самого процессора Applied Micro/MACOM X-Gene 3, то он существенно отличается от первых двух поколений X-Gene как с точки зрения количества ядер, так и с точки зрения технологии производства. Система на кристалле (system-on-chip, SoC) X-Gene 3 имеет 32 вычислительных ядра общего назначения, совместимых с набором команд ARMv8-A и разработанных Applied Micro, а также 32 Мбайт кеша третьего уровня, который работает на частоте ядер. Ядра X-Gene 3 разработаны самой компанией и имеют собственную архитектуру, подробности о которой пока неизвестны. Каждая SoC X-Gene 3 имеет подсистему памяти с восемью каналами DDR4 с поддержкой до 16 модулей DIMM c ECC и RAS (до 1 Тбайт), восемь контроллеров PCI Express 3.0 c поддержкой до 42 линий PCIe, а также контроллеры Serial ATA и USB 3.0. Новейшие серверные системы на кристалле X-Gene 3 производятся при помощи технологического процесса TSMC 16 нм FinFET+ (CLN16FF+).
Компания MACOM получила первые образцы микросхемы X-Gene 3 в конце прошлого года (см. фото CPU). По данным разработчиков, процессоры полностью функциональны, первая партия работает на тактовой частоте 3 ГГц, но пока не может работать с памятью в заявленном режиме DDR4-2667. В прошлом году компания предполагала, что её 32-ядерные процессоры смогут получить 550 очков в SPECInt_Rate2006 на частоте 3 ГГц, однако сегодня она говорит о 500, частоте 3,3 ГГц, а также оптимизации компилятора. Таким образом, MACOM потребуется ещё одна итерация X-Gene 3 и программные оптимизации, чтобы достичь заявленной производительности. Сможет ли разработчик добиться стабильной работы на частоте 3,3 ГГц и продемонстрировать производительность, схожую с актуальными многоядерными процессорами второй половины этого и первой половины следующего года, — большой вопрос. Вероятнее всего, MACOM попытается соперничать с младшими и недорогими моделями серверных CPU конкурентов на базе x86.
Производительность Applied Micro/MACOM X-Gene 3 в сравнении с другими CPU. Диаграмма AnandTech
Сами разработчики считают, что X-Gene 3 будут способны конкурировать с многоядерными Intel Xeon E5 (а заодно с системами на кристалле Intel Xeon D), наиболее востребованными процессорами сегодня. Поскольку возможности MACOM конкурировать с Intel будут обусловлены как производительностью и поддержкой со стороны программного обеспечения, так и конкурентоспособностью самих серверов на базе X-Gene 3, нам было крайне интересно взглянуть внутрь машины на базе этого SoC.
Сервер Kontron на базе X-Gene 3
На MWC 2017 компания Kontron продемонстрировала однопроцессорный сервер с 16 модулями памяти. Таким образом, показанная машина поддерживает больше памяти, чем любая система на базе Xeon D и может предложить существенно более высокую пропускную способность памяти благодаря восьми каналам DDR4 (Xeon D поддерживает два).
Сервер Kontron на базе X-Gene 3: 16 модулей памяти DDR4 и шестифазовая VRM
Использованный образец CPU имеет статус инженерного сэмпла, был произведён на 53 неделе 2016 года и имеет маркировку APM883882X3-SA30T. По непонятной причине страной изготовления микросхемы указана Корея, но указание MACOM на использование 16-нм технологического процесса исключает то, что чип был произведён Samsung с использованием технологии 14LPP.
Kontron использует 6-фазовую подсистему питания процессора, что логично, если помнить о том, что максимальное энергопотребление микросхемы ожидается в районе 125 ватт, но может вырасти вследствие увеличения тактовой частоты. Сервер оборудован тремя высокоскоростными вентиляторами, а потому с охлаждением машины проблем возникнуть не должно.
Процессор Applied Micro/MACOM X-Gene 3
Демонстрационный сервер Kontron был экипирован парой SATA жёстких дисков Seagate Barracuda 500 Гбайт для настольных ПК. Коммерческие машины, вероятно, будут оснащаться более серьёзными решениями: например, винчестерами большей ёмкости и/или SSD с коннектором U.2 и шиной PCI Express. Хотя данный конкретный сервер едва ли предназначен для систем хранения данных, стоит понимать, что 42 линии PCI Express 3.0 позволят X-Gene 3 не только подключать множество SSD с шиной PCIe, но и дополнительные SATA-контроллеры, что даст возможность устанавливать данный SoC в различные NAS (и конкурировать с Xeon D).
Сервер Kontron на базе X-Gene 3: два винчестера Seagate Barracuda
Что касается времени появления решений на базе X-Gene 3 на рынке, не стоит ожидать, что это произойдёт раньше конца 2017 года, а скорее всего стоит говорить о 2018 годе.
Источники:
