Одним из приоритетных направлений для развития тайваньская компания TSMC видит в производстве процессоров для высокопроизводительных платформ (HPC, High Performance Computing). Это направление обещает снизить зависимость TSMC от производства процессоров для смартфонов и от выпуска SoC компании Apple в частности. Добром эта зависимость не закончится и уже сейчас даёт о себе знать в виде сезонных спадов выручки.

На заводе TSMC

До недавних пор развивать направление HPC компания TSMC планировала за счёт новых направлений, таких как ИИ, машинное обучение, обработка больших данных вплоть до аналитики. На уровне производства чипов это означает, что она будет выпускать комплексные решения на базе ПЛИС, процессоры с поддержкой команд ARM, ASIC и какие-то уникальные решения в виде ускорителей, процессоров и контроллеров. По факту на TSMC свалилось счастье в виде отказа компании GlobalFoundries от гонки за техпроцессами и вся груда заказов AMD на выпуск процессоров EPYC и будущих серверных решений «красных». Но это не все последствия отказа GlobalFoundries от разработки 7-нм техпроцесса. В этом она сильнейшим образом подставила своего стратегического партнёра — компанию IBM.

Напомним, сделка о передаче заводов и других активов компании IBM в собственность компании GlobalFoundries была оглашена 20 октября 2014 года. За эту услугу компания GlobalFoundries получила от IBM $1,5 млрд. Хотела $2 млрд, а IBM торговалась за $1 млрд. Сошлись на $1,5 млрд. Также GlobalFoundries получила техпроцессы 22 нм, 14 нм и 10 нм и свыше 10 тыс. патентов IBM. Взамен она обязалась выпускать процессоры на архитектуре IBM Power.

Техпроцессами GlobalFoundries, кстати, так и не воспользовалась — лицензировала 28-нм и 14-нм техпроцессы у компании Samsung, и инженерам IBM пришлось проектировать 14-нм процессоры уже под технические требования Samsung, что, на самом деле, было не слишком хлопотно. Многие годы Samsung (как и AMD) входила в альянс IBM, где они вместе разрабатывали техпроцессы. Многие вещи были одинаковыми: сырьё, технологии, оборудование, прочее. Казалось бы, прекрати GlobalFoundries работать на IBM, Голубой Гигант может переключиться на заводы Samsung. Но что-то пошло не так.

Сервер IBM Power System AC922 (в правой руке 14-нм процессор IBM POWER9)

Как сообщают японские источники, процессоры IBM следующего поколения (вероятно на архитектуре P10 для мейнфреймов Z15) будет выпускать компания TSMC с использованием 7-нм техпроцесса. Это тем более удивительно, что исторически компания TSMC вела разработку техпроцессов с участием в другом отраслевом альянсе — франко-бельгийско-итальянском Crolles-1/2. Пятнадцать лет назад наибольший пакет акций TSMC принадлежал компании Philips, отсюда европейская ориентация этого тайваньского контрактника. Если IBM действительно станет клиентом TSMC, то суперкомпьютерные амбиции тайваньского производителя вырастут до небес, а Intel рискует увидеть усиление конкурента на рынке платформ для ЦОД (хотя и в другой весовой категории). Да, да, мы снова о неудаче Intel с освоением 10-нм техпроцесса. Мейнфреймы IBM будут работать на 7-нм процессорах.

Мы уже писали о серверах и системах хранения данных, представленных на стенде компании Huawei на выставке SC18, но при этом как-то пропустили новые серверные ARM-процессоры китайской компании. И ниже мы исправим данную оплошность, потому как новый серверный чип HiSilicon Hi1620 заслуживает внимания.

По словам производителя, процессор HiSilicon Hi1620 является первым серверным процессором с архитектурой ARM, выполненным по 7-нм техпроцессу. Производит его, конечно же, TSMC. Данный процессор будет доступен в версиях, которые насчитывают от 24 до 64 ядер с архитектурой ARM 8.2-A (вероятно, Cortex-A76). Работать новинки будут с частотой от 2,4 до 3,0 ГГц.

Процессор HiSilicon Hi1620 предлагает по 64 Кбайт кеш-памяти первого уровня инструкций и данных, 512 Кбайт кеша второго уровня на ядро и от 24 до 64 Мбайт общего кеша третьего уровня (из расчёта 1 Мбайт на ядро). Имеется встроенный контроллер памяти, который обладает восемью каналами и поддерживает память DDR4-3200.

Отметим наличие 40 линий PCI Express 4.0, двух сетевых интерфейсов с пропускной способностью 100 Гбит/с с поддержкой RoCE, а также поддержку множества различных портов и интерфейсов, в том числе и CCIX. Важно, что новые HiSilicon Hi1620 поддерживают двух- и четырёхпроцессорные конфигурации, а для связи между ними используется неназванная шина с пропускной способностью 240 Гбит/с на порт. Уровень TDP новинки составляет 100–200 Вт в зависимости от числа ядер и частоты.

Для сравнения, процессор HiSilicon Hi1616, относящийся к предыдущему поколению, выпускается по 16-нм техпроцессу и предлагает 32 ядра ARM 8.2-A с частотой 2,4 ГГц, а объём кеша второго уровня составляет лишь 1 Мбайт на четыре ядра. Этот чип также поддерживает работу в двухпроцессорных системах, однако здесь используется другое соединение с пропускной способностью лишь до 96 Гбит/с.

В конце отметим, что выпуск 7-нм серверного ARM-процессора HiSilicon Hi1620 состоится уже в феврале 2019 года.

Центр высокопроизводительных вычислений (Höchstleistungsrechenzentrum, HLRS), расположенный в немецком городе Штутгарт, объявил о планах по созданию нового суперкомпьютера на базе недавно анонсированных процессоров AMD EPYC «Rome».

Сообщается, что новый суперкомпьютер будет называться Hawk. Он должен стать самой производительной системой в HLRS и в 3,5 раза превзойти по производительности нынешнюю флагманскую систему. В основу нового суперкомпьютера лягут 10 000 процессоров AMD EPYC «Rome» с 64 ядрами каждый, что в сумме обеспечит систему 640 000 ядрами с архитектурой Zen 2.

Опубликованные слайды раскрыли одну интересную подробность о 64-ядерном процессоре EPYC «Rome». Оказывается, его базовая тактовая частота составляет 2,35 ГГц. Важно, что данная частота гарантирована для всех ядер при максимальной нагрузке. Для сравнения, базовая частота EPYC 7601 составляет 2,2 ГГц, но ведь и ядер у него вдвое меньше.

Сообщается, что максимальная производительность суперкомпьютера Hawk составит 24,06 петафлопса. Это наверняка обеспечит ему место в рейтинге самых производительных суперкомпьютеров TOP500, причём где-то в начале списка. Номинальная и гарантированная производительность пока что не были озвучены.

В конце отметим, что система Hawk получит 665 Тбайт оперативной памяти и хранилище данных на 26 Пбайт. Проектная стоимость нового суперкомпьютера составляет 38 млн евро. Работы по созданию системы планируется закончить к концу 2019 года и уже в 2020 году выйти на проектную мощность.

Компания AMD представила новый серверный процессор EPYC 7371. Новинка отличается тем, что обладает более высокими тактовыми частотами, чем её «сородичи», и соответственно она ориентирована на задачи, которые способны максимально использовать такой потенциал.

Процессор AMD EPYC 7371 обладает 16 физическими ядрами и 32 вычислительными потоками. Базовая тактовая частота новинки составляет 3,1 ГГц, тогда как Turbo-частота для всех ядер достигает 3,6 ГГц, а восемь ядер способны автоматически разгоняться и вовсе до 3,8 ГГц. Ядра размещены на четырёх кристаллах, что обеспечивает процессору 64 Мбайт кеш-памяти третьего уровня. Имеется восьмиканальный контроллер памяти DDR4, а также поддержка 128 линий PCIe.

Ещё одной важной особенностью нового EPYC является поддержка работы в системах с двумя процессорами. Это выгодно отличает новинку от других серверных процессоров с высокой тактовой частотой, потому как на основе EPYC 7371 можно создать систему с 32 быстрыми физических ядра и 64 потоками.

Интересно, что процессор EPYC 7371 пока что не включён в список серверных процессоров EPYC на сайте AMD. Он лишь упоминается в пресс-релизах. Возможно, эта новинка раньше поставлялась лишь ограниченному кругу клиентов AMD, однако высокий спрос побудил компанию сделать чип доступным для более широкого круга клиентов.

AMD планирует начать поставки своего процессора EPYC 7371 в первом квартале 2019 года, до выхода процессоров нового поколения EPYC «Rome». Цена новинки, к сожалению, не уточняется.

Недавно компания Intel анонсировала свои новые процессоры Cascade Lake-AP (Advanced Performance), предназначенные для высокопроизводительных вычислений (High Performance Computing, HPC) и задач, связанных с искусственным интеллектом. А сейчас она поделилась информацией об уровне быстродействия этих новинок.

Intel сравнила производительность системы на базе двух 48-ядерных (в сумме 96 ядер) процессоров Cascade Lake-AP с производительностью системы на базе двух 32-ядерных (в сумме 64 ядра) AMD EPYC 7601. Сравнение проводилось как в синтетических бенчмарках Linpack и Stream Triad, так и в реальных приложениях, связанных с HPC и ИИ, таких как MILC, WRF, OpenFOAM, NAMD и YaSK.

Как видно, в синтетических тестах 96-ядерная система Intel оказалась быстрее в 1,3 раза в Stream Triad и в 3,4 раза в Linpack. Похожая картина наблюдается и в реальных задачах: результаты оказываются выше в 1,5–3,1 раза, в зависимости от выполняемых задач. Также Intel отмечает, что её процессоры Cascade Lake-AP смогут обрабатывать в 17 раз больше изображений при глубоком обучении ИИ, чем процессоры Xeon Skylake-SP.

Стоит отметить, что процессоры Cascade Lake-AP станут главным оружием Intel против представленных недавно процессоров AMD EPYC «Rome», которые смогут предложить до 64 ядер. По словам AMD, её новые процессоры в одиночку способны превзойти пару 28-ядерных процессоров Intel Skylake-SP. Поэтому сравнить их производительность с производительностью новых Cascade Lake-AP будет весьма интересно.

Заметим, что у предстоящих новинок Intel будет куда больше общего с конкурентом, чем раньше. Процессоры Cascade Lake-AP представляют собой связку из двух кристаллов, у которых в сумме будет 12 каналов памяти. Это должно обеспечить очень высокую пропускную способность и прирост производительности в тех задачах, которые требуют использования большого объёма оперативной памяти.

Говоря о памяти, стоит упомянуть, что Intel добавила память типа HBM в собственную иерархию памяти. Ранее на вершине пирамиды была оперативная память DRAM. Возможно, поводом для данного изменения послужил недавний «развод» с Micron.

Также Intel упомянула и о своих дискретных графических процессорах в контексте ускорителей вычислений. Похоже, компания всё же разрабатывает дискретный GPU для профессионального использования. А вот появится ли дискретная графика Intel в потребительском сегменте, пока что не ясно. Какой-либо конкретной информацией насчёт своего дискретного GPU пока что компания не делится.

В конце отметим, что даты выхода процессоров Cascade Lake-AP пока что не уточняются. Французская компания Atos одной из первых создаст систему на базе этих процессоров. Это будет суперкомпьютер HLRN-IV для немецкого исследовательского института Zuse Institute Berlin.

Компания Intel хоть и анонсировала выход серверных процессоров Cascade Lake-SP, но раскрывать подробности о их технических характеристиках пока что не стала. И вместо неё это сделала компания Lenovo, которая опубликовала список из 39 моделей процессоров Cascade Lake-SP с их основными характеристиками.

Каких-либо кардинальных изменений в технических характеристиках новых процессоров Xeon серии Cascade Lake-SP по сравнению с их прошлогодними предшественниками в лице Skylake-SP не появилось. Главным изменением стало незначительное повышение тактовых частот. Представленные Lenovo данные демонстрируют лишь базовые частоты, и в большинстве случаев они выросли на 200 МГц.

Напомним, что по-настоящему новыми серверными процессорами Intel Xeon должны стать модели серии Cascade Lake-AP (Advanced Performance), которые Intel представила совсем недавно. Эти процессоры предложат до 48 ядер, что сулит гораздо более высокий уровень производительности. Однако их нет в опубликованных списках, что может означать лишь то, что эти процессоры ещё не готовы.

Ожидается, что производительные процессоры Cascade Lake-AP выйдут в первой половине 2019 года. А вот стоящие на ступень ниже процессоры Cascade Lake-SP должны появиться до конца текущего года.

Комиссариат по атомной и альтернативным видам энергии — французский научно-исследовательский институт CEA (Alternative Energies and Atomic Energy Commission) — договорился о развёртывании на свой площадке новейшего суперкомпьютера на основе ARM-платформы компании Marvell. Для сторонников серверных платформ на ARM это закрепление успеха. Всего неделю назад эту же платформу Marvell пообещала использовать Лос-Аламосская национальная лаборатория в виде систем Shasta производства компании Cray.

Французский институт для центра CEA/DAM (Military Applications Division) с базированием в Брюйер-ле-Шатель до конца года получит систему BullSequana X1310 компании Atos. Как и система Cray Shasta, система Atos BullSequana X1310 опирается на процессоры Marvell ThunderX2. В систему Atos вошли 92 blade-сервера с тремя узлами на каждом из них. Каждый узел представлен двумя 32-ядерными процессорами Marvell ThunderX2 с частотой до 2,2 ГГц с поддержкой 64-битных инструкций Armv8-A, внешним интерфейсом InfiniBand и 256-Гбайт памяти DDR4.

Вся мощь системы Atos BullSequana X1310 будет направлена на моделирование испытаний ядерного оружия. Франция прекратила натурные ядерные испытания 22 года назад и нуждается в симуляции процессов ядерного распада. Все лучшие игрушки, как известно, попадают к военным. О гражданском назначении новой системы пока неизвестно, хотя CEA, в том числе, занимается проблемами альтернативной энергетики.

Следует сказать, что Европейская Комиссия ещё семь лет назад приступила к финансированию проекта «Mont-Blanc» (по названию одноимённой горы в Западной Европе). Этот проект предусматривает создание суперкомпьютеров класса эксафлопс на основе альтернативных архитектур, а не RISC или x86. На начальных этапах в проекте принимали участие такие компании, как NVIDIA и Samsung. Как вышло в итоге, к началу коммерческой реализации проекта первой добралась компания Marvell с помощью процессоров ThunderX2, доставшихся ей по наследству вместе с поглощением активов компании Cavium.

Как сообщает новостное агентство Синьхуа, Китай запустил третий прототип суперкомпьютера эксафлопсного уровня. Эта и две других системы, прототипы которых были запущены в течение прошедшего лета, должны войти в строй в 2020 году. Запуск прототипов позволяет обнаружить и устранить возможные недочёты проектирования, а также на практике уточнить будущие конфигурации и их потребности.

Запущенный на днях прототип станет предтечей эксафлопсной суперсистемы Shuguang. Разработкой суперкомпьютера занимается компания Dawning Information Industry (в китайской версии — Sugon, в русской — Рассвет). Система будет развёрнута в национальных суперкомпьютерных центрах в Шанхае и Шэньчжэне. В основе платформы ожидаются выпущенные в Китае x86-совместимые процессоры. Это важное условие, поскольку США вольны запретить (и запрещали раньше) ввозить в страну процессоры Intel Xeon.

Можно ожидать, что это будут процессоры компании Hygon на ядрах Zen по лицензии компании AMD. Более того, для суперкомпьютера эксафлопсного уровня логичнее использовать новейшие ядра AMD — Zen 2, а, скорее всего — Zen 3, учитывая нескорый ввод системы в эксплуатацию. Другое дело, что из-за каких-либо очередных санкций лицензия AMD может быть отозвана. Точно также под вопросом вероятное сотрудничество с компанией Intel как в плане поставок Xeon, так и с точки зрения заключения лицензионного договора на архитектуру. Но прототип создан, и Китай рассчитывает в скором будущем на x86-совместимый эксафлопсный суперкомпьютер.

Чтобы через два года ненароком не остаться у разбитого корыта без американских процессоров, два других эксафлопсных суперкомпьютера разработаны и запущены в виде прототипов на национальных процессорах. Одна из систем для Национального суперкомпьютерного центра Тяньцзиня, который расположен в Национальном университете науки и технологии обороны в Тяньцзине, станет машиной Tianhe-3 (Млечный путь 3). Платформа Tianhe-3 — это ARM-совместимая архитектура на базе разработок Phytium (Xiaomi).

Вторая система — это прототип суперкомпьютера Sunway для Национального суперкомпьютерного центра в Цзинане. Система Sunway использует RISC-архитектуру собственной разработки в процессорах ShenWei. На основе этих решений, например, работает система Sunway Taihulight производительностью 93 петафлопс, которая уже проходит модернизацию для достижения 200 петафлопс и больше. Удивительно другое: Китай не жалеет ресурсов, чтобы идти к новым вершинам тремя совершенно разными путями.

На мероприятии в Китае компания Huawei представила ИИ-процессоры собственной разработки. Ранее Huawei отметилась специализированными ускорителями ИИ и машинного обучения Kirin 980, которые, в частности, нашли применение в смартфоне Mate 20. Теперь же компания представила как решения для ЦОД — чип Ascend 910, так и решение для конечных (мобильных) устройств — Ascend 310. Тем самым вырисовывается целая экосистема, которую Huawei будет развивать самостоятельно и предложит независимым разработчикам.

В производительном сегменте компания будет продвигать процессоры Ascend 910. Это решения для ЦОД (и облаков). В настоящий момент, как заявляют в Huawei, чип Ascend 910 является самым производительным ИИ-процессором в мире. Так, пиковая производительность Ascend 910 в задачах машинного обучения достигает 256 терафлопс для вычислений с двойной точностью. Одно из самых мощный на данный момент актуальных решений в виде ускорителя на базе GPU NVIDUA V100 в аналогичных сценариях обеспечивает лишь 125 терафлопс при сравнительном потреблении. Отметим, чип Huawei 910 производится с использованием 7-нм техпроцесса и потребляет в пике до 350 Вт. Массовое производство новинок намечено на второй квартал будущего года.

Добавим, будущий ускоритель тензорных вычислений Google TPU 3.0 также оказался посрамлён в сценариях использования Huawei 910. Ещё не вышедший на оперативный простор Google TPU 3.0 выдаёт всего 90 терафлопс — едва ли не в три раза меньше, чем Ascend 910.

Для мобильных и малопотребляющих устройств Huawei представила ИИ-чип Ascend 310. При потреблении 8 Вт решение выдаёт 8 терафлопс при вычислениях с половинной точностью. На базе Ascend 310 будет выпускаться широкий спектр устройств от мини-серверов с потреблением до 100 Вт до ИИ-помощников в наушниках с потреблением от 1 мВт. Компания Google для конечных устройств готовит своё решение в виде чипа Edge TPU. Сравнить производительность решений Huawei и Google пока не представляется возможным.

Чипы Huawei Ascend 310 выпускаются с использованием техпроцесса 12 нм FFC. Это уникальная разработка Huawei, которая не потребует лицензирования для сторонних разработчиков. Блоки ИИ на базе Ascend 310 обещают массово появиться в смартфонах, умной электронике и в самоуправляемых автомобилях.

В полном соответствии с обещаниями молодая компания Ampere Computing объявила о начале коммерческих поставок серверных процессоров с поддержкой 64-разрядных команд ARMv8.0-A. К поставкам заявлены 32-ядерные процессоры eMAG 8180 и пока безымянные 16-ядерные модели. Цена вопроса составляет $850 за 32-ядерную модель, что на $100 дешевле ожидаемого, и $550 за 16-ядерную. Тем самым Ampere Computing стала второй компанией после Cavium (процессоры ThunderX2), которая довела серверные процессоры на архитектуре ARM до коммерческого внедрения.

Следует напомнить, что в основе моделей процессоров eMAG текущего поколения лежат архитектура и разработки компании Applied Micro. Более того, Ampere Computing была создана и вобрала в себя как интеллектуальное наследие Applied Micro, так и приняла на работу значительную часть её разработчиков. Собственными продуктами Ampere Computing станут процессоры нового поколения, которые выйдут в 2019 году, и если текущая продукция опирается на 16-нм техпроцесс компании TSMC, то следующие процессоры будут выпущены с использованием 7-нм техпроцесса.

Планы компании Ampere (WikiChip)

Процессоры eMAG предназначены для широкого спектра задач с возможностью сверхмасштабирования. Это различные облачные сервисы, обработка больших данных, размещаемые в памяти базы данных, веб-хостинг и многое другое. В основе архитектуры eMAG (Skylark) лежит модульная структура из сдвоенных ядер, подключённых к согласованной скоростной внутренней шине по обмену данных. При этом пропускная способность шины рассчитана на нагрузку большим числом ядер, чем 32 штуки. Поэтому в следующем году можно ожидать выхода процессоров eMAG с увеличенным количеством ядер.

Коротко об архитектуре eMAG (WikiChip)

Определённым ограничением новинок служит то, что они не могут работать в многопроцессорном окружении. Это не позволит выпускать на платформе eMAG высокоплотные серверы. Процессоры eMAG с поддержкой многопроцессорных конфигураций выйдут только в следующем году в поколении 7-нм решений.

Серверы Lenovo на процессорах eMAG (WikiChip)

Частотный потенциал актуальных процессоров eMAG 8180 довольно неплох и составляет 3 ГГц в штатном режиме и 3,3 ГГц в режиме турбо. Потребление 32-ядерной модели eMAG 8180 для заявленных частот не превышает 125 Вт. Частоты и TDP 16-ядерной модели пока не раскрываются. Адресное пространство 32-ядерных и 16-ядерных процессоров должно быть одинаковым — до 1 Тбайт или до 16 модулей DDR4-2667 с ECC в восьмиканальной организации. Первые серверы на платформе eMAG пообещала выпустить компания Lenovo и «некоторые другие» ODM-производители.