Японская корпорация Fujitsu, по сообщению The Register, готовит новый серверный Arm-процессор под кодовым именем MONAKA. Это изделие станет преемником чипа Fujitsu A64FX, который применяется, в частности, в суперкомпьютере Fujitsu Fugaku и иных HPC-системах (PRIMEHPC). Ожидается, что чип MONAKA дебютирует в 2027 году, а первые системы на его основе появятся в 2028-м. Впрочем, заявку на соответствующую торговую марку Fujitsu подала в США более года назад.

Изображение: Fujitsu

Говорится, что изделие подойдёт для HPC-систем, а также для решения задач, связанных с ИИ и аналитикой данных. MONAKA проектируется с прицелом на высокую энергоэффективность. Как заявляет Fujitsu, новинка обеспечит 1,7-кратный выигрыш в быстродействии и 2-кратное увеличение производительности в пересчёте на 1 Вт затрачиваемой энергии по сравнению с другими CPU, которые будут доступны на момент появления MONAKA на рынке. Таким образом, как отмечается, новинка будет в большей степени походить на Arm-чипы Ampere, нежели на своего предшественника A64FX.

Изображение: Fujitsu

Разработка MONAKA является частью программы, курируемой Японской Организацией по развитию новых энергетических и промышленных технологий (NEDO). Целью данной инициативы является повышение энергоэффективности ЦОД (экономия не менее чем 40 % энергии) к 2030 году. Fujitsu заявила, что не только внесёт свой вклад в данную программу, создав энергоэффективный CPU, но и будет развивать различные проекты в области смежных технологий, таких как ускорители с низким энергопотреблением, интеллектуальные сетевые системы на основе фотоники и пр.

На MWC 2023 компания Intel, как и обещала когда-то, представила специализированное решение для ускорения внедрения 5G и 4G, которое упрощает развёртывание виртуализированных сетей радиодоступа (vRAN) — процессоры Xeon Sapphire Rapids с интегрированным ускорителем vRAN Boost. Новинки, по словам компании, оптимизированы для сигнальной обработки и обработки пакетов, балансировки, ИИ и машинного обучения, а также динамического управления энергопотреблением.

Новинки позволят телеком-провайдерами консолидировать уже развёрнутые сети 4G/5G, удвоив ёмкость vRAN (по сравнению с Ice Lake-SP), а также вдвое улучшить энергоэффективность обработки L1-трафика в режиме реального времени благодаря расширенным возможностям сбора телеметрии и управления состоянием отдельных ядер (переход в сон и обратно) с низким уровнем задержки, а также гибкого перераспределения сетевых и иных нагрузок между ядрами.

Компания предложит заказчикам две серии Xeon EE (Enhanced Edge) с числом ядер до 20 или до 36 шт. и восемью каналами памяти, DDR5-4000 и DDR5-4400 соответственно. В обоих случаях речь об односокетных платформах. Некоторые модели также имеют поддержку AMX-инструкций и расширенный диапазон рабочих температур. Компанию новинкам составят FPGA Agilex 7, eASIC N5X и сетевые контроллеры E810 (Columbiaville).

Источник: Intel

Xeon EE используют расширения AVX (в частности, AVX512-FP16) для обработки сигналов и аппаратные блоки ускорения vRAN Boost для прямой коррекции ошибок (FEC, Forward Error Correction) и дискретного преобразования Фурье (DFT, Discrete Fourier Transformation), что позволяет снизить энергопотребление на величину до 20 % по сравнению с обычными Sapphire Rapids, поскольку для них и более ранних CPU требуются дискретные ускорители вроде ACC100. Для работы с новыми функциями предлагается DPDK и VPP, а драйверы совместимы с O-RAN ALLIANCE Accelerator Abstraction Layer (AAL) API. Также поддерживается и референсная платформа Intel FlexRAN.

В целом же, Intel продолжает продвигать идею замены специализированного 4G/5G-оборудования на как можно более стандартные серверы, что приводит к снижению совокупной стоимости владения (TCO) и повышает функциональность, гибкость и масштабируемость сетей нового поколения благодаря переходу к программно определяемым решениям. Среди ключевых партнёров компания называет Advantech, Capgemini, Canonical, Dell Technologies, Ericsson, HPE, Mavenir, Quanta Cloud Technology, Rakuten Mobile, Red Hat, SuperMicro, Telefonica, Verizon, VMware, Vodafone и Wind River.

На MWC 2023 также были показаны анонсированные на днях edge-серверы Dell на базе новых Xeon EE. Кроме того, Intel при сотрудничестве с SK Telecom разработала референсную программную платформу Intel Infrastructure Power Manager для ядра 5G-сети, которая позволяет ещё больше снизить (до -30 %) фактическое энергопотребление процессоров. Наконец, компания на пару с Samsung продемонстрировала работу 5G UPF (User Plane Function) на скорости 1 Тбит/с, для чего оказалось достаточно двухсокетного сервера с Sapphire Rapids, который, судя по всему, всё же был снабжён ускорителями.

В течение последних лет AMD и Arm подвергли серьёзному сомнению обоснованность претензий Intel на лидерство на рынке серверных процессоров. 2022 год был особенно удачным для AMD, расширившей своё присутствие на рынке благодаря тому, что операторы ЦОД и серверные бренды признали, что её решения превосходят решения Intel, отметили аналитики DIGITIMES Research.

Согласно их прогнозу, в 2023 году доля AMD на рынке серверных процессоров значительно превысит 20 %, в то время как у Arm доля составит около 8 %. Аналитик отметил, что более низкая цена чипов AMD является лишь одним из трёх факторов, которые способствовали переходу операторов ЦОД и производителей серверов на её продукты. При сравнении серверных CPU AMD и Intel с одинаковым количеством ядер, тактовой частотой и аппаратными характеристиками выясняется, что ценники большинства продуктов AMD как минимум на 30 % ниже, но разница может достигать и более 40 %. Столь большой отрыв в цене имеет ключевое значение для серверных компаний, обычно осуществляющих закупки чипов в больших объёмах, и выбор решений AMD позволил им значительно сократить затраты.

В связи с тем, что процессоры Intel и AMD основаны на архитектуре x86, совместимость с другим оборудованием и ПО не является проблемой для производителей серверов, отметили аналитики, добавив, что большое количество ядер у процессоров AMD также делает их идеальными для серверной среды. 96-ядерный процессор AMD EPYC Genoa вышел в IV квартале 2022 года, а 128-ядерный процессор компании, как ожидается, увидит свет в первой половине 2023 года, тогда как лучшее на данный момент предложение Intel включает 60 ядер. Второй фактор успеха AMD — поддержка TSMC. Все серверные CPU AMD изготавливаются с использованием нового техпроцесса TSMC, что обеспечивает им высокую производительность, отмечает DIGITIMES Research, и позволяет строго придерживаться графика выпуска продуктов, чего не скажешь об Intel.

Источник изображения: DIGITIMES

Третьим фактором, по мнению Фрэнка Кунга, является то, что Intel производит чипы самостоятельно. Как утверждают основные поставщики, производство чипов Intel в течение последних нескольких лет не отличалось стабильностью, из-за чего компании приходилось переносить сроки массового выпуска новых серверных чипов, что вынуждало производителей серверов менять свои планы. Среди провайдеров ЦОД наибольшей популярностью серверы на базе AMD пользуются у Microsoft и Google, у которых на них приходится более 30 % заказов на поставку. А среди серверных брендов наиболее заинтересована в процессорах AMD компания HPE.

По словам DIGITIMES Research, в долгосрочной перспективе серверные Arm-процессоры по-прежнему будут иметь потенциал для значительного роста, хотя в 2022 году с точки зрения увеличения доли рынка они уступали чипам AMD, и в 2023 году рост замедлится ещё больше. Однако в долгосрочной перспективе процессоры на базе Arm по-прежнему будут иметь потенциал для значительного роста. Наибольшей проблемой для них является совместимость. И эта проблема будет существовать до тех пор, пока не появится больше серверов на базе Arm, что привлечёт больше разработчиков ПО. Вместе с тем, как отметили в DIGITIMES Research, операторы ЦОД и серверные бренды возлагают большие надежды на архитектуру Arm.

AMD продолжает укреплять свои позиции среди поставщиков чипов для ЦОД, отнимая долю рынка у лидирующей Intel, несмотря на значительное снижение поставок серверных процессоров, сообщил ресурс Network World. По данным аналитической компании Mercury Research, в связи со стагнацией мировой экономики и снижением спроса на фоне продолжающейся корректировки складских запасов рынок чипов заметно уменьшился в IV квартале 2022 года, и в целом за весь прошлый год.

В 2022 году общий объём поставок чипов, за исключением Arm, составил 374 млн ед., а выручка от их продажи — $65 млрд, что меньше результата аналогичного квартала 2021 года на 21 % и 19 % соответственно. Продажи серверных процессоров за 2022 год составили 36,1 млн ед., что на 4,2 % меньше результата предыдущего года, равного 37,7 млн шт. Выручка упала в годовом исчислении на 7,7 % до $24 млрд. Более значительное падение выручки по сравнению с показателем в количественном выражении аналитики объяснили снижением средней цены продажи (ASP).

Источник: AMD

Общая доля AMD на рынке процессоров (за исключением IoT и кастомных чипов) выросла с 23,3 % в 2021 году до 29,6% в текущем, а доля Intel упала с 76,7 % в 2021 году до 70,4 %. В свою очередь, доля AMD на рынке серверов выросла с 10,7 % в начале 2022 года до 17,6 % в конце года, а доля Intel за этот период упала с 89,3 % до 82,4 %. При этом, как отметили в Mercury Research, спрос наблюдался не на новейшие модели серверных чипов, что свидетельствует о более медленном обороте на рынке серверов по сравнению с клиентским сегментом.

«AMD уже много лет демонстрирует высочайшую стабильность», — подчеркнул Дин Маккаррон (Dean McCarron), глава Mercury Research. В Mercury Research считают, что спад поставок в значительной степени связан с избыточной отгрузкой в предыдущих кварталах. Также на ситуацию повлияло намеренное ограничение отгрузки поставщиками ЦП. Вдобавок, макроэкономические проблемы тоже вынуждают OEM-производителей ПК сокращать свои запасы.

Источник: Intel

Замедление продаж серверных процессоров Маккаррон объяснил обычным периодом спада в цикле закупок дата-центрами. Как правило, закупки для ЦОД производятся в течение 6–8 кварталов, после чего следует замедление продаж на такой же период времени, пока производится установка и развёртывание поставленных серверов. По словам аналитика, пик цикла в значительной степени пришёлся на январь 2022 года и теперь идёт движение вниз, а нижний порог, по всей видимости, будет достигнут в I квартале 2023 года.

В прошлом году Intel и AMD выпустили новые поколения чипов, но Маккаррон не считает, что действует эффект Осборна (падение продаж модели, которую вскоре заменит новая), поскольку циклы закупок на рынке серверов гораздо продолжительнее, чем на потребительском рынке. Аналитик прогнозирует восстановление роста продаж серверных чипов после I квартала, предупредив, что из-за экономических опасений следующий цикл может быть не таким сильным, как прошлые, поскольку покупатели будут осторожничать в связи с экономической неопределённостью.

Вслед за сравнительно недавним анонсом серверных процессоров на базе архитектуры Sapphire Rapids корпорация Intel сделала следующий логичный шаг — представила чипы с той же архитектурой для высокопроизводительных рабочих станций. При этом анонсировано сразу две серии чипов — Xeon W-2400 для решений среднего класса и Xeon W-3400 для конфигураций, ориентированных на максимальную производительность.

Старшее семейство базируется на ядрах с архитектурой Golden Cove, которых в составе процессора может быть от 12 до 56, разумеется, с поддержкой Hyper-Threading. В зависимости от модели, Xeon W-3400 могут похвастаться базовыми тактовыми частотами в районе 1,9–3,2 ГГц, а в турборежиме этот показатель достигает 4,8 ГГц.

Источник изображений здесь и далее: Intel

Возглавляет семейство 56-ядерный Xeon w9-3495X; он, как и другие модели с суффиксом X, поддерживает разгон. Все процессоры W-3400 работают с восемью каналами DDR5-4800 с максимальным объёмом памяти до 4 Тбайт, имеется поддержка ECC. Теплопакет, в зависимости от модели, составляет от 270 до 350 Вт.

Модельный ряд Intel Xeon W-3400

Семейство Xeon W-2400 имеет более скромные характеристики, хотя и использует тот же процессорный разъём LGA 4677 и чипсет. Количество ядер в данном случае варьируется от 6 до 24, также с поддержкой HT. Несколько выше потолок минимальной частоты, составляющий 2,1 ГГц, а вот максимальные показатели для обычного и турборежимов те же — 3,2 и 4,8 ГГц, соответственно.

Модельный ряд Intel Xeon W-2400

В этой серии также имеются модели с возможностями разгона. Контроллеры памяти у W-2400 четырёхканальные, хотя также поддерживают DDR5-4800 с ECC. Максимальный объём также сократился вдвое, с 4 до 2 Тбайт. А вот теплопакеты существенно скромнее, нежели у флагманов и составляют от 120 до 275 Вт. Также меньше количество доступных линий PCI Express 5.0 — 64 против 112.

Блок-схема новой платформы Intel на базе чипсета W790

Основой новых платформ Intel Xeon W является чипсет W790: DMI 4.0 x8, 16 линий PCIe 4.0, 8 портов SATA 3.0, 5 портов USB 3.2, интегрированная поддержка 2,5GbE и Wi-Fi 6E.

Сама Intel говорит о приросте производительности относительно Xeon W-3200 (Cascade Lake) у новых Xeon W до 28 % в однопоточных нагрузках и до 130 % — в многопоточных. Цены варьируются в диапазоне от $359 за младший шестиядерный Xeon w3-2423 до $5889 за флагманский w9-3495X. Ряд производителей системных плат и систем охлаждения уже анонсировали свои решения для новой платформы Intel Xeon W.

Google намерена повторить успех Amazon в деле создания серверных CPU — в облаке AWS доступно уже третье поколение Arm-чипов Graviton собственной разработки, на долю которых в 2022 году пришлось 10 % выручки EC2. Как сообщает The Information со ссылкой на информированные источники, Google достигла важной вехи в создании процессоров, которые могут появиться в облаке Google Cloud уже через два года.

По данным The Information, сейчас в разработке находятся сразу два 5-нм Arm-процессора. Первый чип с кодовым именем Maple основан на наработках Marvell Technology и уже отправлен на TSMC для выпуска тестовой партии. Второй чип, известный как Cypress, является полностью собственной разработкой Google, за которую ответственен израильский офис компании. Он будет отправлен на TSMC во II квартале.

Источник изображения: Google

Google надеется, что собственные чипы помогут ей снизить расходы и увеличить независимость от сторонних поставщиков. Пока что компания решила сэкономить, увеличив срок эксплуатации серверов и некоторого сетевого оборудования с четырёх до шести лет и снизив закупки серверов. Также сообщается, что решения на базе новейших процессоров Intel Xeon Sapphire Rapids и AMD EPYC Genoa не удовлетворили Google по уровню совокупной стоимости владения (TCO).

Создание собственных CPU в таком случае будет как нельзя кстати. К тому же у компании уже есть опыт разработки чипов, включая ИИ-ускорители TPU и видеокодеры Argos. Массовое производство Maple и Cypress ожидается в 2024 году, а их появление в Google Cloud — в 2025 году. К этому моменту ещё один гиперскейлер — Alibaba Cloud — планирует перевести 20 % мощностей на Arm-процессоры Yitian собственной разработки.

В ходе отчёта за III квартал 2022 финансового года SoftBank отдельно отметила, что доля принадлежащей ей Arm на облачном рынке выросла до 5 %. Рост на фоне других сегментов — c 90 % в 2016 году до 95 % в 2021 году на мобильном рынке, с 30 % до 63 % в области IoT и с 10 % до 24 % в автоиндустрии — не кажется таким значительным, но начался он практически с нуля. Всего по итогам квартала Arm выручила $746 млн (+28 % год к году).

Arm отметила сотрудничество с «большой тройкой» облаков в лице Amazon, Google и Microsoft. Правда, подход у этих компаний разный. AWS давно развивает собственные процессоры серии Graviton. В конце 2021 года компания анонсировала уже третье поколение этих CPU, а в прошлом году более специализированную модель Graviton3E. AWS активно продвигает эти процессоры, а также переводит на них всё большее число публичных и внутренних сервисов и служб. Но занимается она этим исключительно ради достижения большей независимости от сторонних поставщиков и снижения расходов.

Источник: Arm

В облаках Google и Microsoft, равно как и на площадках Baidu, Equinix, Oracle, Hetzner, Tencent и др., прописались процессоры Altra от Ampere Computing. Ушедший год для последней вообще был очень успешен, поскольку помимо экспансии на облачный рынок компанию признали и производители серверов первого эшелона. Чуть особняком стоят Huawei и Alibaba, которые тоже используют в своих облачных платформах процессоры собственной разработки, HiSilicon Kunpeng и T-Head Yitian.

Аналитики DigiTimes Research ожидают, что в 2024 году доля Arm на серверном рынке в целом вырастет до 10 %. При этом сама Arm, похоже, рада не всем новичкам в этом сегменте — в прошлом году компания подала иск к Qualcomm, пожелавшей задействовать наработки поглощённой ею Nuvia для возврата на серверный рынок. А путь на этот рынок для Arm-платформ был очень долгим и непростым.

Японская компания PEZY Computing, являющаяся разработчиком процессоров с любопытными архитектурными решениями, ещё в 2017 году столкнулась с обвинениями в мошенничестве. Однако, похоже ей удалось преодолеть трудности. В Twitter появился ряд любопытных цифр, описывающих процессор PEZY-SC3, в том числе данные о техпроцессе, производительности нового чипа в Linpack, а также об энергоэффективности новинки.

PEZY-SC3. Источник здесь и далее: Twitter

Напомним, в отличие от широко распространённого принципа SIMD (одна инструкция, множество данных), чипы PEZY-SC используют MIMD (много инструкций, множество данных), предусматривающую независимую асинхронную работу множества сравнительно несложных ядер; уже в первом поколении PEZY-SC их было 1024. Благодаря MIMD чип удалось сделать достаточно простым, сэкономив транзисторный бюджет на блоках типа планировщика внеочередного исполнения инструкций.

Третье поколение, как и планировалось ранее, использует техпроцесс TSMC класса 7 нм и состоит из 4096 кастомных RISC-подобных ядер, что делает процессор PEZY-SC3 похожим на GPU. Для управления этим вычислительным массивом в составе чипа имеется два шестиядерных кластера с архитектурой MIPS64. Площадь кристалла новинки равна 786 мм², максимальное тепловыделение — 470 Вт.

Структура кристалла и архитектура PEZY-SC3. Полноразмерное изображение доступно по клику

PEZY-SC3 реализует многоуровневую архитектуру памяти, предусматривающую одновременное использование HBM2 и DDR4. Есть четыре стека HBM2 c пропускной способностью 307,2 Гбайт/с каждый, что совокупно дает 1,23 Тбайт/с — больше, чем у Intel Xeon Max (приблизительно 1 Тбайт/с). Ещё 50 Гбайт/с обеспечивает классическая память DDR4.

Производительность PEZY-SC3 составляет 19,7 Тфлопс в режиме FP64, для FP32 и FP16 заявлено 39,3 и 76,8 Тфлопс соответственно, что существенно превосходит показатели NVIDIA A100. Специфических блоков тензорных вычислений японский процессор не имеет, но отличается большей универсальностью, нежели решение NVIDIA.

Старые планы PEZY. По ряду параметров PEZY-SC3 с ранее опубликованными данными не совпадает: в частности, ядер у него в два раза меньше

Чип PEZY-SC3 неплохо проявил себя с точки зрения энергоэффективности, показав в тесте Linpack эффективность 24,6 Гфлопс/Вт, что позволило занять ему 12 место в рейтинге Green500. Выше на момент публикации результатов в ноябре 2021 года в список вошли только системы с ускорителями NVIDIA A100.

Благодаря своей универсальности, PEZY-SC3 хорошо подходит для сложных научных вычислений, да и потенциал энергоэффективности до конца не исчерпан и может быть повышен при дальнейшей оптимизации ПО с учётом особенностей архитектуры MIMD.

Grace можно назвать одним из самых амбициозных проектов NVIDIA. О намерении ворваться на рынок мощных серверных процессоров компания объявила ещё на GTC 2022, но до недавних пор о чипах Grace были доступны лишь общие сведения. Однако ситуация меняется. NVIDIA явно располагает рабочим «кремнием», и на днях опубликовала пару деталей о Grace Superchip. Ожидается, что официальный анонс новинки состоится в марте этого года на GTC 2023.

Эта сборка включает в себя два 72-ядерных кристалла Grace, использующих ядра Arm Neoverse V2. Данное ядро использует набор инструкций Armv9, а также имеет четыре 128-битных блока векторных расширений SVE2, блоки для работы с матрицами и поддержку BF16/INT8. Объём кеша L1 составляет по 64 Кбайт для инструкций и данных, L2 — 1 Мбайт на ядро, а общий объём L3 на сборку достигает 234 Мбайт.

Блок-схема сборки Grace Superchip. Источник изображений здесь и далее: NVIDIA

Между собой кристаллы соединены шиной NVLink C2C с пропускной способность 900 Гбайт/с, и работают они как единый 144-ядерный процессор. Но это ещё не всё: каждый из кристаллов соединен со своим банком памяти LPDDR5x ECC шиной с пропускной способностью 500 Гбайт/с (т.е. суммарно на чип получается 1 Тбайт/с). Совокупный объём памяти может достигать 960 Гбайт.

Сравнение производительности и энергоэффективности Grace Superchip с двумя AMD EPYC 7763 (Milan)

Сборка Grace Superchip общается с внешним миром посредством восьми комплексов PCIe 5.0 x16 (всего 128 линий, поддерживается бифуркация). Чип при теплопакете 500 Вт (вместе с набортной памятью) способен развивать 7,1 Тфлопс на вычислениях двойной точности. С учетом интегрированной памяти это делает Grace Superchip интересной альтернативой AMD Genoa.

Программная экосистема платформы NVIDIA Grace. По клику открывается полноразмерная версия.

Помимо данных о производительности в режиме FP64 компания уже опубликовала результаты тестов новинки в HPC-нагрузках, где сравнила своё детище с двухсокетной системой на базе AMD EPYC 7763. Выигрыш в производительности составляет от 1,5x до 2,5x, но что не менее важно — Grace Superchip намного эффективнее энергетически, здесь преимущество может достигать 3,5x. В условиях высокоплотных ЦОД или HPC-кластеров это может стать решающим.

Китайская компания Montage Technology анонсировала процессор Jintide четвёртого поколения, рассчитанный на облачные платформы, корпоративные нагрузки, ИИ-приложения и системы НРС. В основу решения положен новейший чип Intel Xeon Sapphire Rapids, о котором можно подробно узнать в нашем материале. Ключевые отличия Jintide от стандартных Xeon заключаются в расширенных функциях безопасности.

В новинках используются технологии PrC и DSC, которые обеспечивают различные уровни аппаратной защиты. Кроме того, такие чипы лучше адаптированы под потребности китайских поставщиков серверного оборудования. Решения Jintide совместимы с экосистемой x86, обладают хорошей масштабируемостью, гибкостью и удобством использования. Jintide — это комплексная платформа Montage, работающая в тандеме с фирменными гибридными модулями оперативной памяти HSDIMM, которые также обеспечивают защиту на аппаратном уровне.

Источник изображения: Montage Technology

Конфигурация Jintide четвёртого поколения включает до 48 вычислительных ядер и до 105 Мбайт кеша. Максимальная частота в турбо-режиме составляет 4,2 ГГц. Заявлена поддержка инструкций AMX (Advanced Matrix Extensions), памяти DDR5-4800 и 80 линий PCIe 5.0/CXL 1.1. Ранее Montage также представила CXL-экспандеры DDR4/DDR5. По запросу могут быть активированы дополнительные функции: Dynamic Load Balancer (DLB), Intel Data Streaming Accelerator (DSA), Intel In-Memory Analytics Accelerator (IAA), Intel In-Memory Analytics Accelerator и Intel QuickAssist (QAT).