Čo ďalej pre serverové čipy?

Na týždennej konferencii Hot Chips boli najzaujímavejšie oznámenia o špičkových procesoroch. Sú navrhnuté pre veľké systémy založené na systéme Unix, ale ukazujú, koľko energie môžu dnešné špičkové čipy dodať. Nejde o druhy systémov, ktoré väčšina z nás prevádzkuje v našich podnikových serverových stojanoch alebo ktoré vidíte vo veľkých dátových centrách, ale skôr o tie systémy, ktoré spúšťajú kritické aplikácie vo veľkých podnikoch alebo možno aj vo veľkých podnikoch. výkonové výpočtové situácie.

Každý rok sú Hot Chips miestom, kde takéto žetóny dostanú podrobné predstavenia. V minulom roku sme videli IBM Power 7+ a zNext, Fujitsu SPARC64 X a Oracle SPARC T5 a tento rok sme sa dozvedeli viac podrobností o sérii z, Oracle SPARC M6, ako aj nástupcoch v sérii IBM Power a Fujitsu SPARC X,

Najzaujímavejšie z nich bolo IBM Power8, ktoré bude mať 12 jadier, z ktorých každé bude schopné bežať až osem vlákien, s 512 kB vyrovnávacej pamäte SRAM úrovne 2 na jadro (celkom 6 MB L2) a 96 MB zdieľaného zabudovaného DRAM ako vyrovnávacia pamäť úrovne 3. Čiastočne spôsobuje, že je systém tak neobvyklý, nový čip s vyrovnávacou pamäťou nazývaný Centaur, ktorý obsahuje 16 MB zabudovaného DRAM v vyrovnávacej pamäti L4 a pamäťový radič. Každý čip Power8 sa môže pripojiť k ôsmim z nich (celkom 96 MB zabudovaného DRAM L4 mimo čipu). Pamätajte, že každý Centaur má tiež štyri vysokorýchlostné DDR porty s celkovou kapacitou pamäte 1 TB na soket.

Power8 bude veľký čip na 650 mm ² čipe, ktorý sa vyrába v 22nm procese SOI od spoločnosti IBM. (To samo o sebe je pozoruhodné, pretože IBM môže byť jedinou spoločnosťou, ktorá tento proces komercializuje.) V porovnaní s predchádzajúcou generáciou Power 7+, ktorá bola vyrobená na 32nm SOI procese, by Power8 mala mať viac ako dvojnásobok šírky pásma pamäte pri 230 GB / s. IBM tvrdí, že každé jadro by malo mať 1, 6-násobok výkonu Power7 v jednozávitových aplikáciách a dvojnásobný výkon SMT (symetrický viacvláknový).

Spoločnosť IBM prešla z proprietárneho rozhrania na podporu PCIe Gen 3 s vlastným procesorovým rozhraním Coherence Attach Processor (CAPI), čo umožňuje akcelerátorom, ako sú FPGA (plne programovateľné hradlové polia, používané na urýchlenie konkrétnych aplikácií), dosiahnuť úplnú koherenciu hardvérovej vyrovnávacej pamäte. Povedala, že bude licencovať jadrá ako súčasť nedávno oznámeného konzorcia Open Power Consortium.

Spoločnosť uviedla, že jej tradičnými zákazníkmi v oblasti energetických systémov sú banky, finanční zákazníci a veľkí maloobchodníci, ale hovorili o práci na rozšírení možností použitia o veľké dáta a analytiku. IBM zatiaľ neoznámila dostupnosť produktu, ale v prednáške sa uvádza, že má „laboratórium plné systémov“.

Spoločnosť IBM tiež poskytla ďalšie podrobnosti o subsystéme procesorov zEC12, ktorý bol minulý rok zobrazený ako „zNext“. Systémová architektúra, ktorá je navrhnutá na použitie v sálových počítačoch série z, obsahuje až šesť čipov centrálnych procesorov (CP), ktoré sú pripojené k systémovému radiču (SC), všetky kombinované na viacčipovom module na vytvorenie jedného uzla pre systém. (Každý systém môže mať viac uzlov.) Každé CP má šesť jadier 5, 5 GHz, každé s vlastnou vyrovnávacou pamäťou L1 a L2 a 48 MB zdieľanej vyrovnávacej pamäte eDRAM L3, čo predstavuje celkovo 2, 75 miliárd tranzistorov na matrici, ktorá meria 598 mm ², vyrobených na 32 nm SOI. SC má 192 MB zdieľaného L4 eDRAM plus rozhrania pre šesť CP a používa 3, 3 miliardy tranzistorov na matrici, ktorá meria 526 mm ², tiež produkovaných na 32 nm SOI.

Spoločnosť uviedla, že tento čip je optimalizovaný pre vysoko virtualizované prostredia, veľké pracovné zaťaženie jednotlivých obrázkov a vysoké zdieľanie údajov medzi procesormi. IBM poznamenala, že sálové počítače zostávajú srdcom väčšiny systémov bankomatov, kreditných kariet a veľkých obchodov s potravinami.

V prípade systémov Unix sa Power zvyčajne stretáva s procesormi Intel Itanium, ktoré neboli zastúpené na tohtoročnej výstave, a proti návrhom založeným na SPARC od spoločností Oracle (založené na akvizícii spoločnosti Sun) a Fujitsu.

Oracle si prezeral svoje SPARC M6, ktoré používa rovnaké jadro S3 ako predchádzajúce M5, čo bol šesťjadrový / 48-vláknový dizajn s až 32 zásuvkami, ale mal by sa zväčšovať až po väčšie vzory. M6 bude mať 12 jadier / 96 vlákien s 48 MB vyrovnávacej pamäte L3 a je navrhnutý tak, aby škáloval až 96 soketov pomocou čipu nazývaného Bixby, ktorý funguje ako mostový čip, aby lepšie umožnil súdržnosť pamäte medzi viacerými soketmi. (Pre „bezlepkové“ škálovanie môže škálovať až osem zásuviek bez špeciálnej lode.) Napríklad súčasný systém M5-32 obsahuje 32 procesorov SPARC M5 a 12 čipov Bixby. M6, ktorý má 4, 27 miliárd tranzistorov, sa bude vyrábať aj relatívne štandardným 28nm procesom CMOS.

Spoločnosť Oracle uviedla, že model M6 bol vyladený pre softvér spoločnosti Oracle vrátane základného softvéru a zásobníka databáz, ako aj databáz a aplikácií zabudovaných v pamäti.

Fujitsu predvádzal svoje SPARC64X +, jeho nástupcu SPARC64 X. Aj to sa nezdá byť veľkou zmenou; rovnako ako jeho predchodca má 16 jadier, každé s dvoma vláknami a 24 MB zdieľanej vyrovnávacej pamäte úrovne 2, a má približne tri miliardy tranzistorov na matrici s rozmermi približne 600 mm2. Ponúka však vyšší výkon až do 3, 5 GHz a oveľa vyšší špičkový výkon, pričom Fujitsu si nárokuje 448 gigaflopov a 102 GBps priepustnosti pamäte. Prispôsobuje až 64 soketov pomocou stavebných blokov štyroch procesorov a dvoch čipov priečok (ktoré nazýva XB). Každá zásuvka môže podporovať až 1 TB pamäte DRAM. Jednou veľkou zmenou je, že prepojenia medzi čipmi sú teraz oveľa rýchlejšie.

Fujitsu tiež uviedol, čo označil ako „softvér na čipe“, určený na urýchlenie konkrétnych aplikácií vrátane šifrovania, knižníc desatinných čísel a spracovania databázy.

Fujitsu aj Sun hovorili o dlhoročných skúsenostiach, ktoré mali pri navrhovaní čipov SPARC, a prisľúbili ďalšie zlepšenia.

Všetky tieto procesory sú zamerané na relatívne malé kúsky trhu serverov. Zamyslite sa však nad základnou technológiou: podpora 64 alebo 96 soketov, s terabajtom pamäte na soket, s vecami, ako je zabudovaná pamäť DRAM, rýchlejšie prepojenia a lepšia súdržnosť. Je to všetko úžasné a neuveriteľne silné.