В 2022 года компания Ventana Micro Systems анонсировала первые по-настоящему серверные RISC-V процессоры Veyron V1. Анонс чипов, обещающих потягаться на равных с лучшими x86-процессорами с архитектурой x86, прозвучал громко. Популярности, впрочем, Veyron V1 не снискал, но на днях компания анонсировала второе поколение чипов Veyron V2, более полно воплотившее в себе принципы модульного дизайна и получившее ряд усовершенствований.

Как и в первом поколении, компания-разработчик продолжает придерживаться концепции «процессора-конструктора» с чиплетным дизайном. В центре 4-нм Veyron V2 по-прежнему лежит I/O-хаб на базе AMBA CHI, охватывающий контроллеры памяти и шины PCI Express, а также блоки IOMMU и AIA. К нему посредством интерфейса UCIe подключаются вычислительные чиплеты. Латентность UCIe-подключения составляет менее 7 нс.

Источник изображений здесь и далее: Ventana Micro Systems

Чиплеты эти могут быть разных видов: либо с ядрами общего назначения (по 32 ядра на чиплет), образующие собственно процессор Veyron V2, либо содержащие специфические сопроцессоры под конкретную задачу (domain-specific acceleration, DSA). Последние могуть быть представлены FPGA, ИИ-ускорителями и т.д. Более того, Ventana по желанию заказчика может оптимизировать и I/O-хаб для повышения эффективности работы ядер CPU с сопроцессорами.

В классическом варианте Veyron V2 может иметь до шести чиплетов с RV64GC-ядрами V2, что в сумме даёт 192 ядра. Поддержка SMT отсутствует. Удельная производительность в пересчёте на ядро получается несколько ниже, чем у AMD Zen 4c, но согласно результатам тестов, предоставленных Ventana, 192-ядерный Veyron V2 заметно опережает AMD EPYC Bergamo 9754 (128C/256T) при аналогичном теплопакете в 360 Вт.

Столь неплохой результат достигнут за счёт оптимизации архитектуры Veyron: по сравнению с первым поколением говорится о 40 % прибавке производительности. Что немаловажно, во втором поколении процессоров Veyron была реализована поддержка 512-бит векторных расширений, фирменных матричных расширений, а также целого ряда других спецификаций. В целом ради совместимости разработчики предпочли остаться в рамках общего профиля RVA23.

Сами ядра V2 используют суперскалярный дизайн с агрессивным внеочередным исполнением и продвинутым предсказанием ветвлений. Возможно декодирование и обработка до 15 инструкций за такт. Объём L1-кешей составляет 512 Кбайт для инструкций и 128 Кбайт для данных, дополнительно каждое ядро имеет свой кеш L2 объёмом 1 Мбайт. Общий для всего 32-ядерного чиплета L3-кеш имеет объём 128 Мбайт. Производительность внутренней когерентной шины составляет до 5 Тбайт/с.

Позиционируемый в качестве решения для гиперскейлеров, крупных ЦОД и HPC, Veyron V2 имеет развитые средства предотвращения ошибок и защиты данных, от ECC-кешей и поддержки Secure Boot до аутентификации на уровне чиплета и продвинутых RAS-функций. Кроме того, реализована защита от атак по сторонним каналам.

Несмотря на то, что мир RISC-V пока ещё похож на «Дикий Запад», Ventana старается опираться на развитые и популярные стандарты: в частности, это выражается в применении UCIe для подключения чиплетов, поддержку гипервизоров первого и второго типа, вложенную виртуализацию и совместимость с программной экосистемой RISC-V RISE.

Подход Ventana позволит избежать недостатков, свойственных дискретным PCIe-ускорителям (высокая латентность, энергопотребление и стоимость) и сложным монолитным SoC (очень высокая стоимость разработки и сроки), снизить время и стоимость стоимость новых решений, а также обеспечить более низкий уровень энергопотребления. В общем, компания явно целится в гиперскейлеров.

Видение сценариев применения DSA у Ventana очень широкий — от БД-ускорителей и блоков компрессии-декомпрессии данных до поддержки специфических алгоритмов в задачах аналитики и транскодеров в системах доставки контента. Также становятся ненужными дискретные DPU. Первым партнёром Ventana стала Imagination Technologies, крупный разработчик GPU.

В качестве вариантов физической реализации новой платформы Ventana предлагает компактный 1U-сервер, содержащий один чип Veyron V2 со 192 ядрами, работающими на частотах до 3,6 ГГц, и 12 каналами DDR5-5600. Вероятнее всего, производителем новой платформы станет GIGABYTE. Ожидать первых поставок следует не ранее II квартала 2024 года.

В целом, видение высокопроизводительной модульной платформы, продвигаемое Ventana, выглядит перспективно, а упор на применение DSA может выгодно отличать её большинства Arm-серверов, конкурирующих с решениями Intel/AMD лоб в лоб. Вопрос лишь в поддержке со стороны разработчиков программного обеспечения — и здесь может сыграть ставка разработчиков на максимально открытые, широкие стандарты.

Сегодня на наших глазах в мире процессоростроения происходит серьёзная смена парадигм: от унифицированных архитектур общего назначения и монолитных решений разработчики уходят в сторону модульности и активного использования специфических аппаратных ускорителей. Разумеется Arm не осталась в стороне — на мероприятии 2023 OCP Global Summit компания рассказала о новой инициативе Arm Total Design.

Эта инициатива должна помочь как создателям новых процессоров за счёт ускорения процесса разработки и снижения его стоимости, так и владельцам крупных вычислительных инфраструктур. Последние всё больше склоняются к специализации и дифференциации в процессорных архитектурах новых поколений, но ожидают также энергоэффективности, дружественности к экологии и как можно более низкой совокупной стоимости владения.

Источник изображений здесь и далее: Arm

В основе инициативы Arm лежит анонсированная ещё в августе на HotChips 2023 процессорная платформа Arm Neoverse Compute Subsystem (CSS). Neoverse CSS N2 (Genesis) представляет собой готовый набор IP-решений Arm, включающий в себя процессорные ядра, внутреннюю систему интерконнекта, подсистемы памяти, ввода-вывода, управлениям питанием, но оставляющий место для интеграции партнёрских разработок — различных движков, ускорителей и т.п.

По сути, речь идёт о почти готовых процессорах, не требующих длительной разработки процессорной части с нуля и всех связанных с этим процессом действий — верификации, тестирования на FPGA, валидации дизайна и многого другого. По словам Arm такой подход позволяет сэкономить разработчикам до 80 человеко-лет труда инженеров.

Дизайн Neoverse CSS N2 довольно гибок: финальный процессор может включать в себя от 24 до 64 ядер Arm, работающих в частотном диапазоне 2,1–3,6 ГГц. Предусмотрено по 64 Кбайт кеша инструкций и данных, а вот объёмы кешей L2 и L3 настраиваются и могут достигать 1 и 64 Мбайт соответственно. Ядра реализуют набор инструкций Arm v9 и содержат по два 128-битных векторных блока SVE2. Имеется поддержка инструкций, характерных для ИИ-задач и криптографиии.

Подсистема памяти может иметь до 8 каналов DDR5, а возможности ввода-вывода включают в себя 4 блока по 16 линий PCIe или CXL. Также возможно объединение двух чипов CSS N2 в едином корпусе, что даёт до 128 ядер на чип. В качестве внутреннего интерконнекта используется меш-сеть Neoverse CMN-700.

В дизайне Neoverse CSS N2 имеются и вспомогательные ядра Cortex-M7. Они работают в составе блоков System Control Processor (SCP) и Management Control Processor (MCP), то есть управляют работой основного вычислительного массива, в том числе отвечая за его питание и тактовые частоты.

Инициатива Arm Total Design расширяет рамки Neoverse Compute Subsystem: речь идёт о создании полноценной экосистемы, обеспечивающей эффективную коммуникацию между партнёрами программы Neoverse CSS и предоставление им полноценного IP-инструментария и EDA, созданных при участии Cadence, Rambus, Synopsys и др.

Также подразумевается поддержка ведущих производителей «кремния» и разработчиков прошивок, в частности, AMI. В число участников проекта уже вошли такие компании, как ADTechnology, Alphawave Semi, Broadcom, Capgemini, Faraday, Socionext и Sondrel. Ожидается поддержка от Intel Foundry Services и TSMC, позволяющая говорить об эффективной реализации необходимых для мультичиповых решений технологий AMBA CHI C2C и UCIe.

Будучи объединённым под одной крышей инициативы Arm Total Design, такой конгломерат ведущих разработчиков и производителей микроэлектроники и системного ПО для него, сможет в кратчайшие сроки не просто создавать новые процессоры, но и гибко отвечать на вызовы рынка ЦОД и HPC, наделяя чипы поддержкой востребованных технологий и ускорителей.

В качестве примера можно привести совместный проект Arm, Socionext и TSMC, в рамках которого ведётся разработка универсального чиплетного процессора, который в различных вариантах компоновки будет востребован гиперскейлерами, поставщиками инфраструктуры 5G/6G и разработчиками периферийных ИИ-систем.

Компания AMD продолжает экспансию на серверном рынке: сегодня она анонсировала выпуск новой разновидности процессоров EPYC четвёртого поколения — чипы EPYC 8004, известные под кодовым именем Siena. Это энергоэффективные процессоры, предназначенные для применения в сфере периферийных вычислений и телекоммуникационного оборудования.

Архитектурно ничего нового в EPYC 8004 нет — основе лежит тот же дизайн ядер Zen 4c, применяемый в процессорах EPYC Bergamo и позволивший создать AMD первые в мире 128-ядерные процессоры с архитектурой x86. В числе прочего, это означает и наличие поддержки AVX-512.

Источник изображений здесь и далее: AMD

Компания продолжает придерживаться уже хорошо освоенной модели создания новых процессоров путём компоновки вычислительных 5-нм чиплетов CCD вокруг унифицированного 6-нм чиплета IOD, выполняющего роль хаба ввода-вывода. Однако есть и существенные изменения. Так, в процессорах серии Siena была серьёзно усечена подсистема памяти, с 12 до 6 каналов DDR5. Также пострадала подсистема PCI Express, включающая 96 линий PCIe 5.0 вместо 128.

Всё это позволило сделать процессоры компактнее, но потребовало введения нового сокета SP6 с меньшим числом контактов — 4844 против 6096 контактов у SP5. Такой ход позволит снизить себестоимость производства системных плат для EPYC 8004, тем более что поддержки двухпроцессорных конфигураций новые чипы AMD не предусматривают.

Всего в новой серии AMD анонсировала 12 процессоров, с количеством ядер от 8 до 64 (16—128 потоков), в вариациях с настраиваемым теплопакетом и фиксированным в соответствии со стандартом NEBS (Network Equipment-Building System); последний также предусматривает более широкий диапазон рабочих температур (от -5 до +85 °C).

Нельзя, впрочем, сказать, что теплопакет как-то особенно низок даже у младших 8-ядерных моделей — он стартует с отметки 80 Вт (для модели с настраиваемым TDP этот показатель можно снизить до 70 Вт), а в максимальных конфигурациях система охлаждения CPU должна справляться с отводом 175–225 Ватт. Для периферийных систем и телекоммуникационного оборудования этого добиться не всегда просто.

Можно назвать и другие ограничения: так, использование прежнего дизайна IOD-чиплета означает поддержку памяти со скоростью до DDR5-4800, причём лишь при одном модуле DIMM на канал, а поддержка 3DS RDIMM отсутствует, что ограничивает максимальный объём оперативной памяти отметкой 1152 Гбайт (12 × 96 Гбайт RDIMM). Из 96 линий PCIe лишь половина может работать в режиме CXL.

А конкуренция со стороны Intel в этом сегменте будет очень жёсткой: поскольку речь идёт о телекоммуникационном оборудовании, у «синих» имеется готовый стек решений vRAN и отлично подходящие для его запуска процессоры Xeon EE с поддержкой vRAN Boost, а также ещё более экономичные Xeon D-2700 с интегрированным 100GbE-контроллером, поддерживающие третье поколение Quick Assist и полноценные расширения AVX-512 и VNNI/DL.

AMD хочет противопоставить этому «чистую» вычислительную мощность, достигаемую за счёт количества ядер. Это может сыграть решающую роль при использовании программного обеспечения, неспособного использовать все преимущества ускорителей в процессорах Intel. Также потенциальных заказчиков должна привлечь низкая совокупная стоимость владения для систем на базе EPYC Siena, достигаемой за счёт высокой удельной производительности новых процессоров.

Компания сообщает, что процессоры EPYC 8004 уже доступны в новых периферийных серверах таких производителей, как Dell, Lenovo и Supermicro, анонсировала новые решения и Giga Computing. Также поддержали выпуск новых чипов Microsoft Azure и Ericsson. Последняя, напомним, весной этого года подписала с AMD соглашение о разработке открытого RAN-стека, что позволит ей «отвязаться» в своих продуктах от решений исключительно Intel.

Стартап Esperanto Technologies, по сообщению ресурса HPC Wire, готовит новый чип с архитектурой RISC-V, ориентированный на системы высокопроизводительных вычислений (НРС) и задачи ИИ. Изделие получит обозначение ET-SoC-2. Нынешний чип ET-SoC-1 объединяет 1088 энергоэффективных ядер ET-Minion и четыре высокопроизводительных ядра ET-Maxion. Решение предназначено для инференса рекомендательных систем, в том числе на периферии.

Чип ET-SoC-2 будет включать в себя новые высокопроизводительные ядра CPU на базе RISC-V с векторными расширениями. Точные данные о производительности не раскрываются, но говорится, что изделие обеспечит быстродействие с двойной точностью более 10 Тфлопс. Архитектура ET-SoC-2 предполагает совместную работу сотен и тысяч чипов для организации платформ НРС. При этом Esperanto делает упор на энергетической эффективности своих решений.

Источник изображения: Esperanto Technologies

По словам Дейва Дитцеля (Dave Ditzel), генерального директора Esperanto, чипы RISC-V смогут взять на себя функции и CPU, и GPU при обработке ресурсоёмких приложений, в частности, машинного обучения. Процессоры RISC-V отстают по производительности от чипов x86 и Arm, хотя разрыв постепенно сокращается. Дитцель сказал, что стойки с чипами ET-SoC-1 могут обеспечить производительность в петафлопсы. Однако проблема с внедрением RISC-V заключается в слабо развитой экосистеме ПО.

В 2023 году Oracle планирует потратить значительные средства на приобретение чипов AMD и Ampere Computing для новой инфраструктуры, отметив, что «старая архитектура Intel x86 достигает своего предела».

«В этом году Oracle купит GPU и CPU у трёх компаний, — сообщил на прошедшем в среду мероприятии глава Oracle Ларри Эллисон (Larry Ellison). — Мы будем покупать GPU у NVIDIA, мы покупаем у неё на миллиарды долларов США. И потратим в три раза больше на центральные процессоры от Ampere и AMD. Мы по-прежнему тратим больше денег на традиционные чипы».

Oracle сообщила, что впервые за 14 лет существования специализированных ПАК Exadata для СУБД она полностью отказалась от процессоров Intel в пользу чипов AMD. В платформе 12-го поколения Exadata X10M в рамках двух предложений Oracle Exadata Machine и управляемого решения Oracle Exadata Cloud@Customer будут использоваться AMD EPYC Genoa. Одной из причин такого перехода, пусть и далеко не самой важной, считается отказ Intel от Optane.

Источник изображения: Oracle

С момента запуска Exadata в 2008 году Oracle полагалась на процессоры Intel Xeon. Но ситуация начала меняться c выходом X9M в 2021 году. Для Oracle Exadata Machine и Oracle Exadata Cloud@Customer компания выбрала чипы Intel Xeon Ice Lake-SP, а в начале 2022 года для облачного решения Oracle Exadata Cloud Infrastructure решила использовать чипы AMD. При этом EPYC Milan использовались в серверах для обеспечения работы баз данных, а Ice Lake-SP — для СХД.

Кроме того, на днях Oracle сделала важный шаг — перенесла свою флагманскую СУБД Oracle Database на архитектуру Arm, т.е. на процессоры компании Ampere Computing, в которую в своё время инвестировала. Эллисон отметил, что чипы Ampere Altra намного энергоэффективнее решений AMD и NVIDIA, что поможет ЦОД Oracle соответствовать будущим регуляциям. «Мы перешли на новую архитектуру и к новому поставщику, — сообщил Эллисон. — Мы думаем, что это будущее. Старая архитектура Intel x86 после многих десятилетий на рынке подошла к своему пределу».

Источник изображения: Oracle

Тем не менее, эксперты полагают, что ставка Oracle на архитектуру Arm не помешает её отношениям с AMD в ближайшее время, тем более что Intel и AMD планируют бороться с Arm-процессорами с помощью оптимизированных для облачных платформ чипов с высокой плотностью ядер и улучшенной энергоэффективностью: EPYC Bergamo и Xeon Sierra Forest. Кроме того, разработка, перенос и рефакторинг ПО для Arm требует времени и средств.

В свою очередь, представитель Intel сообщил ресурсу CRN в четверг, что компания поставляет Oracle процессоры Xeon Sapphire Rapids «в течение многих месяцев и планирует продолжать поставки Xeon текущего и следующего поколения в будущем». Компании связывают долгие годы совместной работы над аппаратными и программными решениями для клиентов, а сейчас Intel поставляет чипы для облачной инфраструктуры Oracle OCI.

AMD официально представила два новых, пока что очень небольших семейства серверных процессоров EPYC на базе архитектуры Zen 4. Это давно обещанные CPU серии EPYC 97x4, известные под кодовым именем Bergamo и рассчитанные на гиперскейлеров и облачных провайдеров, а также EPYC 9x84X Genoa-X с 3D V-Cache, которые предлагают до 1152 Мбайт L3-кеша и которые ориентированы на HPC-нагрузки.

Ничего нового относительно архитектурных особенностей Bergamo компания не поведала. Более высокая плотность компоновки ядер Zen 4c достигнута, в частности, путём модификации кешей (они проще и меньше) и компромиссными решениями в отношении упаковки, частот и т.д. В итоге получается интересная картина — ядер в сравнении с EPYC Genoa (до 96 шт.) стало больше, а вот общее число транзисторов уменьшилось с 90 до 82 млрд. Показатель TDP сохранился на прежнем уровне.

Изображения: AMD

AMD говорит, что ядра Zen 4c примерно на треть меньше Zen 4: 2,48 мм² против 3,84 мм² (ядро + L2-кеш). Оба варианта производятся по 5-нм техпроцессу TSMC. В CCD теперь содержится 16 ядер вместо 8, а в самом процессоре теперь 8 CCD вместо 12. Центральный IO-мостик у Genoa и Bergamo предлагает одни и те же возможности: 128 линий PCIe 5.0 (CXL) и 12 каналов памяти DDR5-4800. При этом оба варианта совместимы не только на уровне сокета (SP5), но и ISA, и платформы целиком — достаточно обновления BIOS.

В случае Bergamo компания, как и прежде, напирает на относительно низкую совокупную стоимость владения и на ещё более высокую энергоэффективность в сравнении с Genoa. Поскольку SMT на месте, в 2U4N-шасси с двухсокетными узлами теперь можно получить 2048 vCPU. Отдельный вопрос, как это всё ещё сбалансировать с точки зрения IO. Но в любом случае такое решение должно привлечь гиперскейлеров, среди которых была упомянута Meta✴, уже использующая сотни тысяч процессоров EPYC.

Любопытно, что в пресс-релизе AMD сравнивает общую производительность Bergamo с Ampere Altra, утверждая, что в ключевых облачных нагрузках они в 3,7 раз быстрее. Кроме того, новинки в 2,7 раз энергоэффективнее конкурентов. При этом оба документа, описывающих условия тестирования, на момент написания публикации доступны не были. Возможно, как и в других тестах, речь идёт о 128-ядерных Altra Max, которые уже доступны у ключевых облачных провайдеров.

По-видимому, в этой области AMD воспринимает как важного (если не ключевого) конкурента именно Ampere, а не Intel, с продукцией которой были показаны сравнения во время презентации. Так, старший AMD EPYC 9754 до 2,6 раз быстрее старшего же Intel Xeon 8490H (Sapphire Rapids), который предлагает всего 60 ядер при сравнимом TDP. До выхода Sierra Forest с E-ядрами (до 144 шт.) в следующем году Intel отвечать AMD нечем. А вот Ampere уже представила 192-ядерные (но без SMT) AmpereOne, которые, по слухам, уже давно поставляются избранным клиентам.

Да и сама AMD заявляет, что Bergamo тоже уже отгружаются. Заодно AMD объявила о доступности EPYC Genoa-X (9x84X). Концептуально они повторяют Milan-X, то есть поверх каждого CCD в обычном Genoa располагается плитка V-Cache с 64 Мбайт L3-кеша (с небольшим штрафом при обращении). 12 CCD дают 768 Мбайт дополнительного кеша, а суммарно выходят умопомрачительные 1152 Мбайт L3-кеша на процессор.

Выгоду от столь большого объёма кешей могут получить не все приложения. Речь в основном идёт об HPC, CFD, EDA и СУБД. При этом, что удивительно, AMD сравнивает новинки с «обычными» Intel Xeon Sapphire Rapids, а не с Intel Xeon Max, оснащённых 64 Гбайт набортной HBM2e-памяти (1,2 Тбайт/с) и ориентированных, в целом, на те же задачи — в таком случае они оказываются до 2,9 раз быстрее.

Компания Ampere анонсировала процессоры серии AmpereOne, предназначенные для использования в серверах и оборудовании для дата-центров. Утверждается, что по сравнению с изделиями предыдущих поколений — Ampere Altra и Ampere Altra Max — новые чипы обеспечивают более высокие показатели производительности и энергоэффективности, а также обладают улучшенной масштабируемостью.

Процессоры AmpereOne основаны на кастомизированных ядрах собственной разработки Ampere с набором инструкций Arm. Задействована чиплетная компоновка. Изготавливаются решения на предприятии TSMC на основе комбинации технологий с нормами 5 и 7 нм.

Источник изображений: Ampere

В семейство AmpereOne вошли пять моделей — со 136, 144, 160, 172 и 192 ядрами. Каждое ядро способно обрабатывать один поток инструкций. Объём кеша L2 составляет 2 Мбайт в расчёте на ядро; размер кеша L1 — 16 Кбайт для инструкций и 64 Кбайт для данных. Кроме того, есть 64 Мбайт системного кеша. Тактовая частота достигает 3,0 ГГц.

Конструкция AmpereOne включает восемь каналов памяти DDR5 с поддержкой ECC: сервер может быть оборудован 16 слотами DIMM с возможностью использования до 8 Тбайт ОЗУ. Доступны 128 линий PCIe 5.0. Упомянута поддержка Armv8.6+ и SBSA 5. Чипы имеют исполнение FCLGA (5964-Pin).

Ampere отмечает, что процессоры AmpereOne ориентированы прежде всего на облачные платформы и среды виртуализации. Они обеспечивают высокую плотность вычислений и возможность формирования виртуальных машин, использующих от одного vCPU. Кроме того, достигается высокая производительность при ИИ-нагрузках (BF16). Заявленное энергопотребление AmpereOne составляет 1,8 Вт в расчёте на ядро, или от 200 до 350 Вт на сокет в зависимости от модификации решения.

Центр развития передовых вычислений (C-DAC) Департамента электроники и информационных технологий Министерства коммуникаций и информационных технологий Индии представил первый в стране процессор для серверов и НРС-систем. Изделие под названием AUM выйдет на коммерческий рынок в текущем или следующем году.

Решение имеет чиплетную компоновку на базе двух модулей A48Z, каждый из которых насчитывает 48 вычислительных ядер Zeus с архитектурой Arm. Таким образом, суммарное количество ядер достигает 96. Тактовая частота составляет 3,0 ГГц (до 3,5 ГГц в турбо-режиме); показатель TDP варьируется от 280 до 320 Вт.

Источник изображений: C-DACC-DAC

Новинка будет изготавливаться на предприятии TSMC по 5-нм технологии. Чип содержит 96 Мбайт кеша L2 и 96 Мбайт системного кеша. Изделие получило 96 Гбайт памяти HBM3 и 8-канальный контроллер DDR5-5200; кроме того, имеется доступ к 64 Гбайт памяти HBM3-5600. Таким образом, задействована трёхуровневая подсистема памяти. Упомянуты до 128 линий PCIe 5.0 с поддержкой CXL.

Процессор AUM может применяться в двухсокетных серверах. Заявленная производительность превышает 4,6 Тфлопс в расчёте на разъём. Реализованы различные средства обеспечения безопасности, в том числе функция Secure Boot и криптографические алгоритмы.

В ходе мероприятия для инвесторов Intel подтвердила свои планы по противодействию процессорам AMD EPYC Bergamo, в которых будет использоваться архитектура с высокой плотностью ядер Zen4c, а также всё нарастающему давлению Arm. Intel придерживается планов по созданию собственных архитектур с производительными и энергоэффективными ядрами для чипов Xeon.

Intel объявила, что рассчитывает выпустить следующее, пятое по счёту поколение процессоров Xeon Scalable под кодовым названием Emerald Rapids (EMR), преемников Sapphire Rapids (SPR), в IV квартале 2023 года. Компания также продемонстрировала чип Emeralds Rapids, состоящий из двух чиплетов (тайлов в терминологии Intel). Sapphire Rapids, напомним, имеется четыре тайла меньших размеров. Сообщается, что образцы Emerald Rapids уже доступны избранным заказчикам. Не вдаваясь особо в технические подробности, компания рассказала, что Emerald Rapids будет работать в том же диапазоне TDP, что и Sapphire Rapids, что повысит общую производительность платформы в пересчёте на Вт.

Изображения: Intel

Учитывая то, что Emerald Rapids будет использовать ту же платформу LGA 4677, что и Sapphire, заказчики смогут заменить Sapphire на Emerald в существующих решениях. Такой подход позволит легко модернизировать уже внедрённые системы, а в случае производителей оборудования — ускорить вывод Emerald Rapids на рынок. Emerald Rapids будет построен на том же техпроцессе Intel 7. Это означает, что прирост производительности должен быть обеспечен за счёт архитектурных улучшений. Intel сообщила о «повышенной плотности ядер», поэтому можно предположить, что у Emerald Rapids будет больше ядер в сравнении с Sapphire Rapids.

Emerald Rapids

Вслед за Emerald Rapids компания планирует начать в 2024 году поставки чипов следующего поколения Granite Rapids (GNR) на базе производительных P-ядер. Сообщается, что вычислительные тайлы Granite Rapids будут выпускаться с использованием техпроцесса Intel 3. Intel также впервые сообщила, что Granite Rapids будут поддерживать MCR DIMM (DDR5-8800+) и обеспечат ПСП в пределах 1,5 Тбайт/с (12 каналов памяти). Ещё одной особенностью станет полный переход на чиплетную компоновоку с независимым IO-тайлом. Первые образцы Granite Rapids уже тестируются некоторыми заказчиками.

Emerald Rapids

В первой половине 2024 года должен выйти и процессор Sierra Forest (SRF), первый Intel Xeon с энергоэффективными E-ядрами (следующее за Gracemont поколение) общим числом до 144 единиц. Сообщается, что Sierra Forest и Granite Rapids будут использовать одну и ту же платформу Birch Stream. Следует отметить, что чипы Sierra Forest появятся несколько раньше, чем Granite Rapids, и тоже будут использовать техпроцесс Intel 3, а также IO-тайлы. Отмечается, что Sierra Forest даже в текущем виде оказались на удивление стабильно работающими. Более того, их уже тестирует как минимум один заказчик Intel.

Sierra Forest

На смену Sierra Forest придут в 2025 году чипы Clearwater Forest (CWF), которые станут первыми в семействе Intel Xeon, основанными на техпроцессе Intel 18A. По словам Intel, её заказчики не хотят серверные процессоры смешанной архитектуры, то есть требуют чипы либо только с P-ядрами, либо только с E-ядрами. Sierra Forest сейчас является, пожалуй, наиболее важным продуктом для Intel и для демонстрации производственных возможностей, и для сохранения заказчиков среди гиперскейлеров.

Что касается ускорителей, то компания в этом году планирует подготовить сразу 15 различных FPGA в сериях Agilex и Stratix, а также eASIC. Intel, как уже говорилось ранее, не забрасывает работу над специализированными ускорителями Habana, но грядущие Gaudi3 от нынешних Gaudi2 будут отличаться переходом с 7-нм на 5-нм техпроцесс. Отменённых Rialto Bridge в планах более нет, да и Falcon Shores тоже не упоминаются. При этом Intel считает, что к 2027 году в области ИИ-чипов соотношение между CPU и GPU будет на уровне 60/40.

Проект NVIDIA Grace весьма амбициозен: компания всерьёз намерена ворваться с его помощью на рынок высокопроизводительных серверных процессоров, где всё ещё доминируют решения Intel и AMD. Об этом чипе было объявлено ещё на конференции GTC 2022, а на GTC 2023 глава компании, наконец, показал его вживую.

В рамках продолжающегося роста плотности упаковки вычислительных мощностей в современных ЦОД на первый план выдвинулась не голая производительность, а соотношение производительности к уровню энергопотребления и тепловыделения. По сочетанию этих параметров x86 далеко не оптимальна, и тут у NVIDIA есть все шансы. С анонсом Grace Superchip NVIDIA провозглашает (впрочем, уже не в первый раз) смерть «закона Мура» — пришло время оптимизации и отказа от устаревших, по мнению компании, вычислительных архитектур.

Источник изображений здесь и далее: NVIDIA

Процессор NVIDIA Grace воплощает в себе все современные тенденции, начиная с отказа от монолитного кристалла. Сборка Grace Superchip состоит из двух кристаллов, каждый из которых включает в себя 72 ядра Arm Neoverse V2 (Arm v9), поддерживающих векторные расширения SVE2 и оптимизированные для ИИ форматы BF16/INT8. Кристаллы соединены между собой шиной NVLink-C2C, обеспечивающей пропускную способность 900 Гбайт/с.

В сборку интегрированы чипы памяти LPDDR5x общим объёмом до 960 Гбайт, причём каждый кристалл имеет свою шину доступа к памяти с производительностью 500 Гбайт/с. При этом с точки зрения ПО Grace Superchip представляется единым 144-ядерным процессором с ПСП на уровне 1 Тбайт/с.

Для достижения схожих параметров в мире x86 требуется двухпроцессорная платформа AMD Genoa, куда более сложная технически и гораздо менее энергоэффективная, но при этом обладающая всеми недостатками NUMA-систем. Достаточно сравнить энергопотребление: 900 Вт против 500 у нового решения NVIDIA.

NVIDIA есть чем гордиться: при сопоставимом уровне энергопотребления Grace Superchip превосходит своих конкурентов из мира x86 в 2,3 раза при запуске микросервисов, вдвое опережает их в приложениях с интенсивным обменом данными с памятью и почти вдвое — в задачах симуляции вычислительной гидродинамики. В ряде других научно-технических задач преимущество может быть и более чем двукратным.

Это достигнуто в том числе благодаря изначальной оптимизации дизайна процессора с упором на максимальную производительность передачи данных. Внутренне Grace организован по принципу меш-сети с распределённой системой кеширования на базе специальных узлов коммутации CSN (Cache Switch Nodes). Называется эта сеть Scalable Coherency Fabric, она имеет пропускную способность 3,2 Тбайт/с, а объём кеша L3 составляет 117 Мбайт на кристалл и 234 Мбайт совокупно.

Сервер на базе NVIDIA Grace не только может потреблять меньше энергии, но и будет существенно проще конструктивно, поскольку модуль Grace Superchip содержит не только процессорные ядра и память, но также и регуляторы напряжения. От платформы на базе нового процессора требуется только PCIe 5.0 — у нового чипа есть два набора по 64 линии. Причём линии с поддержкой CXL 2.0, так что проблем с расширением доступного объёма памяти новинка испытывать не будет.

Даже компактные серверы высотой 1U смогут вместить две сборки Grace Superchip, что даст 288 ядер и почти 2 Тбайт оперативной памяти — труднодостижимый в таких габаритах показтель для более традиционных конструктивов процессоров и системных плат. Сравнительно невысокий теплопакет позволит таким решениям обходиться традиционным воздушным охлаждением.

При этом есть и вариант Grace Hopper, сочетающий в одном модуле кристалл Grace и новейший GPU H100, причём параметрами PCI Express последний ограничен не будет благодаря NVLink-C2C. NVIDIA уже начала первичные поставки Grace, а начало полномасштабного производства ожидается во второй половине года. Новыми процессорами заинтересовались крупные производители оборудования, включая ASUS, Atos, GIGABYTE, HPE, QCT, Supermicro, Wistron и ZT Systems.

Лос-Аламосская национальная лаборатория объявила, что использует NVIDIA Grace в новом суперкомпьютере Venado, который поможет учёным в исследованиях новых материалов и возобновляемых источников энергии. Ряд крупных европейских и азиатских ЦОД также рассматривает перспективы применения новых процессоров NVIDIA. В частности, одной из систем на базе Grace станет кластер Alps в Швейцарском национальном компьютерном центре.