IBM представила платформу POWER Virtual Server Private Cloud для локального развёртывания частного облака, за обслуживание и корректное функционирование которого отвечает сама IBM. Это решение, по словам компании, позволяет сохранить «ИТ-суверенитет» и избежать существенных финансовых затрат благодаря гибкой ценовой политике.

Базовая конфигурация (Small Pod) начинается с 2–4 серверов с 8 Тбайт оперативной памяти, до 340 ядер и до 438 Тбайт пространства для хранения данных. Занимают такие комплекты одну стандартную стойку. Среднего размера «капсула» (Medium Pod) может насчитывать до 40 серверов, в том числе в варианте с 32 Тбайт памяти. Максимальная конфигурация насчитывает 1615 ядер и примерно 3,5 Пбайт дискового пространства.

Источник изображения: IBM

В основе платформы лежат серверы IBM POWER S1022 и E1050/1080, использующие процессоры POWER10. Первая система может иметь один или два 20-ядерных процессора с поддержкой SMT8, дополненных 2-4 Тбайт памяти. POWER E1050/1080 поддерживают до четырёх процессоров. Объём памяти в этом случае варьируется в пределах 4–32 Тбайт на сервер.

В состав локального облака также могут входить СХД IBM FlashSystem ёмкостью 460 или 920 Тбайт. Сетевые коммутаторы и управляющие серверы входят в стоимость услуги. В качестве базовых ОС доступны Red Hat Enterprise Linux и классические решения IBM — IBM i и AIX. Доступна и сертификация SAP HANA и SAP NetWeaver.

Сама услуга предлагается сроком на один год с возможностью возобновления, также доступны трёх- и пятилетние контракты. При этом само оборудование и лицензии приобретать не придётся, платить надо только за их фактическое использование, а сама платформа управляется из IBM Cloud.

Корпорация IBM анонсировала компактный сервер POWER S1012 на платформе POWER10, предназначенный для решения ИИ-задач на периферии. Новинка будет предлагаться в двух вариантах исполнения — в корпусе башенного типа и в виде системы формата 2U половинной ширины, что позволит размещать в стандартной стойке два устройства бок о бок.

Решение оснащается модулем POWER10 eSCM с одним, четырьмя или восемью ядрами (3,0–3,9 ГГц) и 256 Гбайт памяти. Каждое ядро способно выполнять до восьми потоков инструкций одновременно (SMT8), благодаря чему максимальная конфигурация обеспечивает до 64 потоков. Заявленная пропускная способность памяти — до 102 Гбайт/с.

Источник изображений: IBM

Конфигурация POWER S1012 (Bonnell) может включать два слота PCIe 5.0 x8 или один слот PCIe 4.0 x16, а также дополнительный разъём PCIe 5.0 x8. Допускается установка четырёх накопителей NVMe U.2.

По заявлениям IBM, в плане производительности новинка втрое превосходит сервер POWER S814, поддержка которого закончится буквально на днях. Модификация в формате 2U половинной ширины позволяет сократить пространство для оборудования до 75 % по сравнению со стоечным сервером POWER S1014 (4U). Применение POWER S1012 на периферии даёт возможность выполнять определённые ИИ-задачи непосредственно в точке получения данных, что снижает задержки и уменьшает нагрузку на сетевые каналы.

Сервер POWER S1012 станет доступен у IBM и сертифицированных бизнес-партнёров 14 июня 2024 года. Клиенты смогут выбрать оптимальный для себя период поддержки в диапазоне от трёх до пяти лет. Кроме того, в зависимости от потребностей будут доступны дополнительные варианты обслуживания.

Китайская компания Hexin Technology, по сообщению ресурса Tom's Hardware, создала тестовый чип второго поколения (Test Chip 2, TC2) в рамках проекта по разработке серверного процессора HX-C2000. Данная инициатива является очередной попыткой КНР разработать альтернативы зарубежным изделиям, поставки которых в страну ограничены из-за жёстких санкций со стороны США.

Большинство современных серверных процессоров используют архитектуры x86, Arm или RISC-V. Компания Hexin пошла по другому пути. Она проектирует чипы на архитектуре набора команд (ISA) Power корпорации IBM. Эта архитектура была переведена в разряд открытых решений в 2019 году, а в 2021-м сообщалось, что IBM и Inspur создали совместное предприятие для разработки мощных серверных систем на базе Power.

Источник изображения: Jiwei.com

В 2022 году компания Hexin изготовила тестовые чипы HX-C2000 TC1, а теперь произведены изделия TC2. Они насчитывают приблизительно 110 млрд транзисторов. Характеристики процессоров, такие как количество RISC-ядер и поддерживаемые интерфейсы, не раскрываются.

Известно, что штат Hexin насчитывает примерно 400 сотрудников, многие из которых ранее работали в исследовательском подразделении IBM. Чипы HX-C2000 планируется применять в серверах, ориентированных на приложения ИИ, обработку больших данных, облачные вычисления и пр.

Говорится, что новый процессор практически готов к выпуску, а его массовое производство планируется организовать в 2024 году. При этом, однако, могут возникнуть сложности с доступностью совместимого ПО.

Газете «Коммерсантъ» стало известно о выходе российского производителя серверов YADRO из консорциума OpenPOWER Foundation (OPF), созданного IBM, Google, NVIDIA, Mellanox Technologies и Tyan, в котором он имел статус «платинового участника» с эксклюзивным доступом к разработкам процессорной архитектуры POWER компании IBM. Сейчас в консорциум входят несколько сотен членов.

В YADRO пояснили «Коммерсанту», что решение было принято«в связи с очевидными организационными сложностями в поддержании высокого темпа дальнейшей совместной работы и с учётом стратегического долгосрочного выбора в пользу архитектуры RISC-V». Сейчас открытая процессорная архитектура RISC-V обычно используется для создания решений с низкой производительностью, хотя, помимо целого ряда ИИ-ускорителей, есть прототипы достатчно современных серверных CPU, например, от Ventana или SOPHGO.

Будучи участником OPF, YADRO имела доступ к предоставляемой IBM совместной разработке архитектуры POWER, на базе которой выпускала серверы Vesnin и СХД Tatlin. Решения YADRO используются в том числе операторами для «закона Яровой», а также госструктурами. По итогам IV квартала 2021 года, согласно данным IDC, лидерами российского рынка СХД в денежном выражении стали Huawei, YADRO и Dell с долями 39,1 %, 20,9 % и 9,5 % соответственно, но по объёму поставленных ёмкостей лидировала YADRO, опередившая Huawei и Dell. В целом, компания в 2021 году показала хороший рост, да и прошлый год, судя по всему, был удачным.

Фото: YADRO

Эксперты отмечают, что после введения санкций дальнейшая разработка POWER-решений могла стать затруднительной. Вместе с тем в портфолио YADRO уже есть отечественный разработчик RISC-V решений — компания Syntacore, которая не так давно вошла в состав правления RISC-V International. Также YADRO в 2023 году открыла открыл центр разработки в Беларуси, который, как ожидается, также займётся развитием решений RISC-V. Ещё одним российским разработчиком того же профиля является Cloudbear, долю в котором два года назад получил владелец «Байкал электроникс».

Примечательно, что и создание OpenPOWER Foundation, и дальнейшее открытие POWER ISA связывают с желанием IBM обойти антикитайские санкции ради продолжения сотрудничества с Inspur, третьим по величине прозводителем серверов в мире, на которого в конечном итоге США неоднократно всё же накладывали ограничения. Впоследствии столь тесная дружба между IBM и Inspur даже привела к судебному разбирательству внутри Китая. Любопытно, что когда-то в состав OpenPOWER Foundation входила ещё одна российская компания, «Рикор».

Чипы IBM POWER отстают от общей тенденции в процессоростроении, нацеленной на увеличение количества ядер: 128 ядер на разъём давно не предел для Arm и даже x86-64 вплотную подобралась к этой цифре с 96-ядерными AMD EPYC Genoa. На их фоне 15-ядерные POWER10 даже с SMT8 смотрятся бледновато, а в системах начального уровня и вовсе используются 4- или 8-ядерные CPU. С недавних пор компания даже стала предлагать их по подписке. Но, как отмечает The Register, вскоре ситуация чуть изменится.

Для того, чтобы упрочнить позицию своей архитектуры, IBM объявила о планах по выпуску 24-ядерного процессора POWER10, который, в первую очередь, будет нацелен на пользователей СУБД Oracle. В таких случаях обычно остро встаёт вопрос лицензирования, однако IBM отметила, что лицензия Oracle Database SE2 предусматривает увеличение количества ядер без повышения стоимости при условии, что количество разъёмов в системе остаётся неизменным. Данный тип лицензии поддерживает не более 2 сокетов и предполагает некоторые ограничения.

Источник: IBM

Самым дешёвым решением IBM POWER, способным работать с ПО Oracle, является S1014 (модель 9105-41B). Это однопроцессорный сервер начального уровня, владельцы которого могут серьёзно выиграть от перехода с 8-ядерного процессора на 24-ядерный. Разумеется, речь идёт только об экономии на лицензиях ПО — насколько 24-ядерная версия POWER10 будет дороже своих 8-ядерных собратьев, пока неизвестно. Но техническая информация о данной системе на сайте IBM уже обновлена.

Отметим, что компании, чьи доходы строятся на лицензировании ПО, знают о росте количества ядер на процессорный разъём и могут менять условия лицензий. В частности, с появлением односокетных 64-ядерных систем на базе AMD EPYC стоимость лицензий VMware стала рассчитываться исходя из количества ядер, а не физических процессоров. На этом фоне ход IBM выглядит достаточно щедрым.

UPD: IT Jungle указывает на важный нюанс — Oracle Database SE2 оценивается в $17500/сокет, причём в случае модульного дизайна CPU (DCM) каждый модуль считается отдельным процессорным разъёмом, тогда как Enterprise Edition обойдётся уже в $47500/ядро. Однако SE2 позволяет использовать только 16 потоков, что даёт всего 2 ядра с SMT8. Так что 24 ядра теоретически позволят запустить несколько экземпляров SE2.

Стало известно, что на прошлой неделе Окружной суд США по Южному округу Нью-Йорка отклонил иск китайской компании Beijing Neu Cloud Oriental System Technology Co. против International Business Machines Corp (IBM) и IBM China, где последние обвиняются в краже коммерческой тайны с целью продажи своих продуктов на китайском рынке.

Neu Cloud — совместное предприятие, созданное в 2014 году IBM и Beijing TeamSun technology с целью реализации продуктов IBM в Китае. В совместном предприятии TeamSun владела 70 % уставного капитала, а у IBM было 30 %.

Источник изображения: IBM

Компания TeamSun была дистрибьютором IBM и участвовала в разработке технологии IBM POWER с 2010 года. «В период с 2010 по 2014 год, полагаясь на свои отношения с IBM, и за крупные суммы TeamSun разработала технологические решения, зависящие от продуктов IBM Power Systems, и активно продавала их в Китае», — указано в иске.

Как утверждает Neu Cloud, IBM вынудила «Neu Cloud и его мажоритарного владельца через нарушенные впоследствии контракты расходовать ресурсы и предоставлять IBM доступ к конфиденциальной информации о клиентах, которую IBM затем тайно использовала для создания конкурирующих предприятий в Китае».

Летом 2014 года TeamSun узнала о торговой сделке между IBM и китайской компанией Inspur, которая в настоящее время является третьим по величине производителем серверов в мире после Dell и HPE. NeuCloud обратилась с вопросами к IBM, но та заверила её, что собирается сотрудничать с Inspur только в работе над ПО WebSphere.

В начале 2015 года Neu Cloud подписала реселлерское соглашение с IBM с целевым объёмом продаж в $19 млн в первый год. Эта сделка была продлена до конца 2020 года. Однако в сентябре 2017 года IBM и Inspur создали совместное предприятие под названием Inspur Power. Затем, в июне 2018 года, Inspur Power «разослала письма некоторым конечным пользователям Neu Cloud (клиентам, имена которых Neu Cloud конфиденциально передала IBM China) о том, что Inspur Power является эксклюзивным дилером Power Systems в Китае».

После этого Neu Cloud подала в суд на IBM из-за предоставления ею Inspur информации, касающейся клиентов Power Systems в Китае, которая являлись собственностью IBM и Neu Cloud. «IBM впоследствии создала конкурирующее совместное предприятие, отказалась продавать серверные продукты Neu Cloud, кроме как через новое совместное предприятие, и убедила своих сотрудников, владеющих конфиденциальными списками клиентов Neu Cloud, присоединиться к этому новому совместному предприятию и поделиться конфиденциальной информацией с новым совместным предприятием. Такое поведение несправедливо приносило пользу IBM и несправедливо лишало Neu Cloud её инвестиций и ожидаемой прибыли на рынке серверов IBM», — указано в иске.

В документа сообщается, что как минимум два бывших сотрудника IBM China, которые работали с Neu Cloud и владели конфиденциальной информацией о клиентах Neu Cloud, «были приглашены IBM China присоединиться к Inspur Power». Однако судья Элвин Хеллерштейн (Alvin K. Hellerstein) отклонил иск Neu Cloud по нескольким причинам, включая неспособность со стороны Neu Cloud идентифицировать какие-либо охраняемые коммерческие секреты, украденные IBM.

Судья постановил, что предполагаемая конфиденциальная информация о клиенте была «доступна из открытых и независимых источников; маловероятно, что [IBM] не сможет идентифицировать потенциальных пользователей технологий IBM, если [Beijing Neu Cloud] не идентифицирует некоторых из них».

Несмотря на то, что дела у архитектуры POWER идут не слишком хорошо, IBM всё же продолжает выпускать новые системы на её базе. Информация о том, что компания планирует выпуск относительно недорогих серверов на базе 7-нм процессоров POWER10, появилась ещё весной, и теперь эти сведения подтверждаются. Пока речь идёт о четырёх моделях: однопроцессорном S1014, одно- и двухпроцессорном S1022s, а также решениях среднего уровня S1022/L1022 и S1024/L1024.

Первая модель получит лишь один процессор с числом ядер не более 8, зато будет иметь 16 отсеков NVMe и 5 слотов PCIe, 4 из которых поддерживают PCIe 5.0. Интересно, что процессоры могут быть как в варианте SMT4, так и SMT8 — ни Arm, ни x86 пока не могут предложить ничего похожего. Максимальный объём памяти 1 Тбайт, дискового пространства — 102,4 Тбайт. Новинка будет поставляться как в стандартном стоечном исполнении 4U, так и в башенном, всё еще востребованном в тех случаях, когда это единственный сервер малого предприятия.

Источник: IT Jungle

S1022s — классический 2U-сервер с двумя процессорными разъёмами, в каждом из которых может быть установлен POWER10 с 8 ядрами в варианте SMT4 или SMT8; в последнем случае это даёт 64 потока. Памяти здесь вдвое больше, 2 Тбайт, а вот дискового пространства в силу форм-фактора меньше, лишь 51,2 Тбайт. Зато слотов PCIe целых 10, хотя и ограниченных форматом HHHL. S1022 — аналог S1022s, который может комплектоваться 12, 16 и 20-ядерными процессорами, что в максимальной конфигурации даёт 320 потоков, чего пока сложно добиться даже системам на базе AMD EPYC.

Источник: IT Jungle

Наконец, S1024/L1024 — это S1022 «на стероидах». Форм-фактор 4U позволяет разместить во флагманской модели систему охлаждения для пары 24-ядерных POWER10 c SMT8, до 8 Тбайт памяти, 16 дисков U.2 с интерфейсом NVMe, а также до десяти плат расширения PCIe формата FHHL. Во всех моделях используется интерфейс памяти OpenCAPI/OMI с пропускной способностью 409 Гбайт/с на процессор и поддержкой модулей объёмом 256 Гбайт и более. Новинки будут на 20-25% дороже аналогичных систем на базе POWER9, но IBM обещает 70-% прирост производительности, который должен это компенсировать.

Основные параметры POWER10. Источник: IBM

Все новые серверы IBM на базе POWER10 смогут работать под управлением ОС Linux, IBM i и AIX, они также совместимы с платформой контейнеризации Red Hat Open Shift. Нельзя сказать, что пользовательская база у таких серверов велика, но благодаря поддержке AIX и IBM i она полностью лояльна Голубому Гиганту, поскольку под их управлением нередко работает критически важное ПО. Зарубежные источники полагают, что POWER10 может оказаться с нами надолго, т.е. минимум до 2025 года, даже если IBM продолжит разработку POWER11 и задумывается о POWER12.

IBM объявила о выходе нового поколения серверов IBM POWER E1080 на базе 7-нм чипа POWER10. Это первая коммерческая система на новых процессорах IBM, представленных на прошлогодней конференции Hot Chips и использующих архитектуру POWER v3.1. IBM POWER E1080 предназначен для удовлетворения спроса на надёжные гибридные облачные среды.

E1080 представляет собой четырёхсокетный сервер с процессорами POWER10. На текущий момент компания предлагает CPU c 10, 12 или 15 ядрами (ещё одно «запасное» ядро отключено), тогда как у POWER9 число ядер не превышало 12. На каждое ядро приходится 2 Мбайт L2-кеша и 8 Мбайт — L3 (до 120 Мбайт общего кеша на CPU). Для систем на базе E1080 поддерживается масштабирование до четырёх узлов, то есть можно получить 16 процессоров, 240 ядер, 1920 потоков, 64 Тбайт RAM и 224 PCIe-слота.

IBM POWER E1080

Отличительной чертой новинок является поддержка SMT8, то есть обработка до 120 потоков на процессор. По сравнению с POWER9 производительность новых CPU выросла на 20% на поток и на 30% на ядро, а в пересчёте на Вт она выросла трёхкратно. А четыре 512-бит матричных движка и восемь 128-бит SIMD-блоков повысили скорость INT8-операций в 20 и более раз.

Память тоже новая — буферизированная OMI DDR4 DDIMM, которая, по словам компании, отличается повышенной надёжностью и отказоустойчивостью в сравнении с традиционными DDIMM. На один сервер приходится 64 слота с поддержкой до 16 Тбайт RAM с поддержкой технологии прозрачного шифрования памяти (Transparent Secure Memory Encryption, TSME), которая в 2,5 раза быстрее по сравнению с IBM POWER9. Заявленная пропускная способность составляет 409 Гбайт/с на ядро.

И для OMI, и для OpenCAPI используется шина PowerAXON (1 Тбайт/с), которая позволяет подключать к системе различные типы памяти (можно адресовать до 2048 Тбайт в рамках одного кластера), накопители, ускорители и т.д. Также в самой системе доступно четыре слота для NVMe SSD и 8 слотов PCIe 5.0. К E1080 можно подключить до четырёх полок расширения с 12 слотами PCIe 5.0 в каждой.

По данным IBM, благодаря E1080 установлен «мировой рекорд производительности: это первая система, достигшая 955 000 SAPS (SAP Application Performance Standard, в стандартном тесте приложений SAP SD в восьмипроцессорной системе — значительно больше, чем у альтернативной архитектуры x86, 2x на сокет (и) до 4 раз больше возможностей на ядро с E1080 (по сравнению с Intel)».

IBM заявила, что повышение производительности на ядро и увеличение количества ядер в системе означает значительное сокращение занимаемой серверами площади и энергопотребления. В тематическом исследовании неназванного клиента компания сообщила, что 126 серверов на чипах Intel, обслуживающих СУБД Oracle, были заменены тремя E980 на базе POWER9 и, по прогнозам, их можно будет заменить на два E1080. В результате потребляемая мощность упадёт со 102 до 20 кВт, а количество требуемых лицензий сократится с 891 (для системы Intel) до 263 (для E1080).

Новинка имеет в 4,1 раза более высокую по сравнению с x86-серверами пропускную способность контейнеризированных приложений OpenShift, а также целостность архитектуры и гибкость в гибридной облачной среде для повышения универсальности и снижения расходов без рефакторинга приложений. А по сравнению с IBM POWER E980v рост производительности и масштабируемости составил до 50% с одновременным снижением энергопотребления.

Кроме того, E1080 предлагает новые функции RAS для расширенного восстановления, самовосстановления и диагностики, а также усовершенствования для гибридного облака, включая первый в индустрии поминутный контроль использования ПО Red Hat, в том числе OpenShift и Red Hat Enterprise Linux. У IBM POWER E1080 также имеется возможность мгновенного масштабирования с помощью POWER Private Cloud with Dynamic Capacity, что позволит платить только за использованные ресурсы.

Среди прочих преимуществ своего решения IBM отмечает наличие надёжной экосистемы независимых поставщиков ПО, бизнес-партнёров и поддержки для E1080. Кроме того, IBM анонсировала многоуровневый сервис POWER Expert Care, призванный обеспечить защиту от продвинутых киберугроз, а также согласованное функционирование аппаратного и программного обеспечения и более высокую эксплуатационную готовность систем.

Когда говорят о противостоянии серверных процессоров, как правило, называют AMD и Intel, а с недавних пор ещё и ARM. Некогда крупный игрок, IBM со своими процессорами серии POWER, упоминается существенно реже, и на то есть причины — за прошедшее десятилетие дела у компании шли не слишком хорошо. Но, если верить аналитикам IT Jungle, ситуация с POWER не так проста и не так плоха.

Если верить отчётам самой IBM, доходы снизились на рекордную величину за последние пять лет, упали даже продажи мейнфреймов. Доходы в сегменте аппаратного обеспечения за прошедший год у IBM упали на 18% относительно 2019 года, а у подразделения Power Systems называют даже цифру 43,3%. Однако как считают некоторые аналитики, дела в секторе серверов на базе процессоров POWER могут обстоять не так плохо, как это может показаться на первый взгляд.

Платформа IBM POWER самобытна и весьма интересна сама по себе: так, уже не новые процессоры POWER9 поддерживают четыре потока на ядро против традиционных двух у x86, а в некоторых вариантах способны работать даже в режиме SMT8. Более новые POWER10 также поддерживают восьмипоточный режим; кроме того, они работают с прогрессивным форматом оперативной памяти OMI и имеют контроллер PCI Express 5.0.

Планы развития архитектуры POWER

Здесь следует немного углубиться в историю. Китайская компания Inspur, один из крупнейших среднеазиатских производителей серверного оборудования, всегда мечтала о «большом железе». В 2014 году ей удалось добиться договорённости с IBM о праве запускать фирменное ПО последней (в частности, базы данных DB2 и сервер приложений WebSphere) на 32-процессорных Itanium-системах. А месяцем позднее Inspur присоединилась к консорциуму OpenPower с целью создания серверов уже на базе архитектуры POWER.

В 2017 начинается «война санкций», при этом приличного самостоятельного открытого клона POWER-процессора консорциум так и не создал. Известно, что китайская Suzhou PowerCore Technology, входящая в OpenPower, занималась адаптацией POWER под более «толстые» техпроцессы. Сейчас компания активно нанимает сотрудников и открывает новое подразделение в США. Однако чем именно она занимается и связан ли этот рост с полным открытием POWER ISA, не до конца ясно.

Структура продаж POWER-систем по мнению ресурса IT Jungle

До ввода санкций IBM и Inspur успевают создать совместное предприятие (51% Inspur + 49% IBM), которое, что интересно, тоже называется IBM — Inspur Business Machines. Цель новой компании, в которую вложили порядка 1 млрд юаней ($150 млн) — создание мощных серверных систем на базе архитектуры POWER для крупного бизнеса. Поставками же POWER-процессоров для Inspur занималась, в частности, всё та же Suzhou.

Судя по косвенным данным, сделка для Inspur оказалась весьма успешна. Кроме того, компания вообще чувствует себя отлично, поставляя также x86-серверы как малому и среднему бизнесу, так и китайским гигинтам Alibaba, Baidu и Tencent. К сентябрю 2020 года продажи Inspur составят $7,71 млрд, что на 43% больше, нежели у IBM с её $5,4 млрд.

С учётом поставок Inspur общий объём продаж POWER-серверов может выглядеть так по мнению IT Jungle

К настоящему моменту IBM публикует только свои цифры продаж систем на базе POWER, и графики выглядят достаточно удручающе. Из-за санкций IBM не может продавать POWER-системы в КНР напрямую, а Inspur Business Machines — может. Из $8 млрд продаж Inspur примерно 10-12% может приходиться на системы с процессорами POWER, а это от $800 до $960 млн, и эти цифры сопоставимы с продажами серверов самой IBM.

Иными словами, платформа POWER, скорее всего, отнюдь не находится в процессе вымирания. Более того, после неудачных 2016 и 2017 годов объёмы продаж таких серверов могли, как минимум, вернуться к показателям 2015 года. Также вполне вероятно, что и Google производит для себя серверы на базе POWER — соответствующие предложения появились в Google Cloud уже достаточно давно. Похожее решение есть и в Microsoft Azure.

Мы внимательно следим за судьбой и развитием архитектуры POWER, которая наряду с ARM представляет определённую угрозу для x86 в сфере серверов и суперкомпьютеров — недаром одна из самых мощных в мире HPC систем, суперкомпьютер Ок-Риджской национальной лаборатории Summit, использует процессоры POWER9.

Ранее ожидалось что по ряду причин выход следующей в семействе архитектуры, POWER10, откладывается до 2021 года, хотя IBM и продвигала активно новые решения вроде универсального стандарта оперативной памяти OMI. Однако официальный анонс IBM POWER10 состоялся сегодня, а немецкий портал Hardwareluxx выложил слайды презентации компании.

Как компания уже отмечала ранее, она делает упор на большие системы и гибридные облака. С учётом этих тенденций и были разработаны новые процессоры. Поскольку в крупных облачных ЦОД упаковка вычислительных плотностей достигает уже невиданного ранее уровня, всё острее встаёт вопрос с энергоэффективностью и отводом тепла. Но именно здесь, как считает IBM, POWER10 и должен показать себя с наилучшей стороны — новые процессоры производятся с использованием 7-нм техпроцесса и могут демонстрировать трёхкратное преимущество в энергоэффективности в сравнении с POWER9.

POWER10 — первый коммерческий процессор IBM, использующий нормы производства 7 нм; любопытно, что теперь Intel отстаёт не только от AMD, которая стала пионером в использовании столь тонкого техпроцесса в «крупных» серверных процессорах, но и от IBM. В отличие от AMD EPYC, производимых на мощностях TSMC, новинки IBM «куются» в полупроводниковых кузнях Samsung. Площадь кристалла, состоящего из 18 миллиардов транзисторов, у новых процессоров достигает 602 мм2, что меньше, чем у новейших графических ядер, но всё равно цифра довольно солидная.

Техпроцесс POWER10 является совместной разработкой Samsung и IBM. В нём реализованы некие особенности, которые, предположительно, должны позитивно сказаться на характеристиках отдельных транзисторов. Не забыта и мода на установку нескольких кристаллов в один корпус: POWER10 доступны как в классическом варианте (SCM), так и в виде сборки из двух кристаллов (DCM), так что для каждого сценария использования можно выбрать подходящий вариант. В варианте SCM тактовая частота ядер составляет 4 ГГц, количество процессорных разъёмов в системе может достигать 16. В версии DCM частота снижена до 3,5 ГГц.

Базовый кристалл POWER10 имеет 16 вычислительных ядер, хотя используется из них только 15, каждое ядро дополнено 2 Мбайт кеша L2, а общий объём кеша L3 может достигать внушительных 120 Мбайт. Степень параллелизма была увеличена с SMT4 до SMT8, так что процессор может исполнять одновременно до 120 потоков, хотя, естественно, не в любой задаче такое распараллеливание ресурсов ядер будет эффективным. Производительность блоков SIMD была существенно увеличена, они вдвое быстрее аналогичных блоков POWER9, а на матричных операциях — быстрее в четыре раза.

За общение процессора с «внешним миром» отвечают интерфейсы PowerAXON 2.0 и PCI Express 5.0, в первом случае поддерживается открытый стандарт OpenCAPI, во втором реализовано 64 линии со скоростью 32 ГТ/с на линию, как и предписано стандартом. Компоновка связей у DCM и SCM разная. В первом случае сокетов может быть только 4, зато используется топология «каждый с каждым», а вот в 16-сокетном варианте SCM «по диагонали» между собой процессоры напрямую не общаются.

Интерфейс PowerAXON универсален, он использовался, в числе прочего, для реализации протокола NVLink для подключения ускорителей на базе графических процессоров NVIDIA. Проблем с пропускной способностью быть не должно, у каждого процессора в системе PowerAXON обеспечивает до 1 Тбайт/с. Кроме подключения ускорителей и общения процессоров между собой, у PowerAXON есть и ещё одно интересное и важное применение, о котором ниже.

О преимуществах унифицированного интерфейса OMI, позволяющего «малой кровью» модернизировать подсистему памяти, мы уже рассказывали читателям ранее. В новом процессоре эти возможности задействованы полностью. Каждый базовый кристалл POWER10 имеет 16 линков OMI x8, общая пропускная способность достигает 1 Тбайт/с. Латентность, разумеется, возросла, поскольку контроллер DDR у OMI, по сути, внешний, но прирост небольшой и составляет менее 10 наносекунд.

Универсальность и возможность модернизации этот недостаток искупают с лихвой. В текущем варианте пиковая пропускная способность достигает 410 Гбайт/с на разъём, объём — 4 Тбайт на разъём, однако с внедрением более быстрых типов памяти (DDR5, GDDR или даже HBM) может быть достигнута цифра 800 Гбайт/с на разъём. Отдельно упоминается возможность работы с SCM, но без конкретики. На данный момент такая память массово представлена только 3D XPoint в виде Intel Optane DCPMM.

Любопытна технология Memory Clustering. С помощью PowerAXON система может обращаться к оперативной памяти в другой системе, как к собственной. Латентность при этом составляет 50 ‒ 100 нс, для систем типа NUMA совсем немного. Общий объем на одну систему POWER10 может достигать 2 Пбайт; с учётом применения систем IBM для запуска таких «пожирателей памяти», как SAP HANA такие объемы очень к месту.

Следуя текущей моде на машинное обучение, разработчики реализовали в POWER10 развитую поддержку форматов вычислений, отличных от традиционных FP32/64. Блок плавающих вычислений в новом процессоре носит название Matrix Math Accelerator. В сравнении с POWER9 он быстрее в 10, 15 и 20 раз в режимах FP32, BFloat16 и INT8 соответственно. Иными словами, именно для инференс-систем POWER10 станет хорошим выбором.

Поскольку одним из применений POWER10 компания видит облачные комплексы, серьёзное внимание уделено обеспечению безопасности. Новые процессоры поддерживают полное шифрование содержимого оперативной памяти, а для ускорения криптографических процедур в их составе есть соответствующие аппаратные блоки, причём не только для широко распространённого стандарта AES. Они достаточно гибки, чтобы поддерживать и шифрование будущего класса quantum safe. Также поддерживается защита и изоляция контейнеров на аппаратном уровне. Успешная атака на один контейнер в пределах машины не означает и успеха с другими контейнерами.

В качестве программной основы IBM предлагает Red Hat OpenShift, и архитектура POWER10 была соответствующим образом оптимизирована, чтобы показывать наилучшие результаты именно с этой средой. В целом, можно уверенно сказать: новые процессоры Голубого Гиганта получились интересными и весьма достойно выглядящими решениями даже на фоне успеха AMD EPYC.

Официальный анонс состоялся сегодня, но развёртывание массового производства должно занять определённое время, так что появления первых серверов на базе IBM POWER10 стоит ожидать не ранее начала следующего, 2021 года. А планы компании говорят о том, что POWER11 уже находится в разработке.