Стеку TCP/IP, благодаря которому существует всемирная сеть, уже не один десяток лет. DARPA начало исследования по этой теме ещё в конце 60-х, и не все согласны с тем, что данная технология продолжает отвечать требованиям времени: Huawei предложила Международному союзу электросвязи (ITU) план по отказу от TCP/IP и переходу на более современное и безопасное, по её мнению, решение New IP.

Определённый резон в этом есть: современные сети чрезвычайно сложны, они базируются на весьма разнообразном оборудовании, и что такое «кибервойна» сегодня, пожалуй, знают все, кто хоть сколько-то интересуется тематикой информационных технологий. Достаточно хотя бы сделать на нашем сайте поиск по слову «уязвимость» — и становится понятным, что понятия «интернет» и «безопасность» сегодня сочетаются не очень хорошо.

Демонстрация TCP/IP, объединяющая сети ARPANET, PRNET и SATNET. 1977 год

Корпорация Huawei выступила в ITU с предложением отказаться от стека TCP/IP и перейти на использование более гибких и безопасных технологий. Понять позицию китайской компании можно: она находится в состоянии «войны» с США и желание продвинуть собственные технологии для нее совершенно естественно. Позиции, предлагаемые Huawei, выглядят довольно привлекательно:

• Лучшая поддержка гетерогенных сетей;
• Поддержка детерминированной пересылки (например, приоритет трафика для данных реального времени);
• Расширенные возможности безопасности и механизмов доверия;
• Поддержка сверхвысоких скоростей.

Технических деталей, к сожалению, в публичном доступе пока нет. Реакция на предложение Huawei оказалась достаточно негативной: оно было охарактеризовано, как попытка внедрения централизации и «тоталитарных» методов. В частности, предложенный механизм отсечения частей сети можно использовать не только для защиты от DDoS-атак.

Сама Huawei обвинения в «тоталитаризме» отвергла, заявив, что не связывает технологию с политикой. Еврокомиссия опубликовала свой ответ: в нём говорится, что за время своего существования модель TCP/IP доказала свою жизнеспособность, продемонстрировав нужную степень отказоустойчивости и масштабируемости. Аналогичной точки зрения придерживается Cisco, считая TCP/IP достаточно гибкой технологией, чтобы отвечать вызовам времени.

О дивный, новый Интернет!

Нужда в усовершенствовании сетевых технологий существует, но это следует делать в рамках существующих стандартов. Евросоюз планирует защищать «видение единого, открытого, нейтрального, свободного и нефрагментированного интернета». («the vision of a single, open, neutral, free and unfragmented internet»).

Тем не менее, война технологий, скорее всего, в ближайшее время продолжится. Предсказать исход пока не представляется возможным, но Huawei явно не собирается сдаваться просто так и будет продвигать инициативу New IP далее.

Гиганты Google, Facebook✴✴ и Microsoft каждый год покупают огромное количество серверов, которые могут работать и до 10 лет. Однако через 2–3 года они заменяются на новые, более производительные модели, так как для гиперскейлеров это проще и быстрее, чем строить или расширять ЦОД. При объемах закупок от 100 тыс. серверов в год каждый квартал более 10 тыс. единиц оборудования выводится из эксплуатации.

Утилизировать всю эту технику было бы слишком расточительно, ведь даже серверы возрастом 2–3 года из ЦОД гиперскейлеров мощнее многих серверов, которые используются на предприятиях сегодня. ITRenew предлагает разумный выход из ситуации.

ITRenew подписала с гиперскейлерами контракты на выкуп старого оборудования. Впрочем, «старое» — не совсем подходящее слово, так как оно отработало в среднем от 2 до 5 лет. Компания помогает значительно снизить издержки, дав, с одной стороны, возможность гипескейлерам вернуть часть вложенных средств, а с другой — снизить затраты на 40-50% для небольших предприятий, которые оснащают свои дата-центры.

Стойки ITRenew Sesame

Для многих компаний это единственная возможность купить оборудование такого класса, так как ODM вроде Wiwynn, Inspur, Quanta продают его только гиперскейлерам 1-го уровня (Amazon, Facebook✴✴, Google) и не собираются менять свою модель продаж, поскольку у них нет проблем со сбытом своей продукции.

Еще один важный момент, на который обращают большое внимание в Европе и США, связан с экологией. То, что техника продолжает использоваться, а не уничтожается, позволяет экономить ресурсы и не загрязнять окружающую среду. Это особенно важно в свете того, что Китай закрыл ввоз подобного оборудования для утилизации и сортировки. И пока тенденция агрессивного обновления крупнейших дата-центров сохраняется, объем выведенной из эксплуатации техники будет расти.

Может сложиться впечатление, что покупка б/у оборудования — это удел отсталых и бедных компаний, которые не хотят вкладывать деньги в развитие IT. Однако это далеко не так! Оборудованием от ITRenew комплектуются целые дата-центры, например, шведский ЦОД Hydro66.

Узлы ITRenew Sesame

Все оборудование в ITRenew проходит обязательную процедуру обслуживания: компоненты с малым остаточным ресурсом заменяются новыми или снятыми с других единиц техники. Затем всё проверяется, настраивается и упаковывается для транспортировки новым владельцам.

Несмотря на то, что оборудование из дата-центров гиперскейлеров выпущено разными производителями (Wiwynn, Quanta и другими), оно проходит процедуру стандартизации и настройки, после чего управлять и поддерживать его гораздо проще, чем «зоопарком» обычного серверного оборудования разных брендов. Кроме того, многие компоненты таких систем открыты — они будут иметь полноценную поддержку долгие годы.

Одна из причин, почему продажа б/у-оборудования от гиперскейлеров до сих по не стала действительно массовым явления, в том, что оно имеет OCP-исполнение, отличное от принятых в корпоративном мире стандартов. Это касается и шасси, и прошивок, и ПО. Именно поэтому ITrenew создала серию платформ, готовых принятть OCP-оборудование, со всем необходимым ПО для оркестрации Kubernetes.

Sesame позволит объединить до 20 стоек (более 750 узлов) в один кластер с 25GbE-подключение. Слоган нового решения: «Сила гиперскейлеров для всех». Звучит довольно громко, однако так оно и есть. Теперь даже мелкие компании могут приобрести производительное оборудование, которое не стоит огромных денег. А для «самых маленьких» компания предлагает Sesame Fast Start, мини-стойку на колёсиках со всем необходимым. Fast-Start помещается под столом — она рассчитана на 5 узлов суммарной мощностью до 1600 Вт и имеет 10GbE-коммутатор.

На первый взгляд, в мире серверов царит господство двух операционных систем — Microsoft Windows Server и различных вариантов Linux. Однако есть ещё немало число оборудования с архитектурами, отличными от x86. Иногда оно поддерживается за счет таких явлений, как «хобби-лицензия» на операционную систему OpenVMS, некогда созданную в недрах знаменитой корпорации DEC.

Сейчас правами на эту лицензию владеет HPE и, похоже, вскоре она собирается перекрыть кислород последним легальным пользователям VMS-систем, которые не приносят доход.

Пример рабочего стола в OpenVMS 8.4

Такие имена, как VAX или Alpha забыты ныне практически всеми, за исключением энтузиастов и тех, кто хочет поддерживать работоспособность устройств, унаследованных у эры разнообразия процессорных архитектур. VMS — весьма почтенная, но передовая на момент создания операционная система, созданная корпорацией Digital Equipment Corporation ещё в 1977 году для платформы VAX.

Впоследствии она была портирована на платформы DEC Alpha и Intel Itanium, где, переименованная в OpenVMS, и продолжила свою службу на благо человечества. До недавних пор существовала возможность приобретения «хобби-лицензии», что позволяло официально эксплуатировать систему на платформах VAX, Alpha и HP Integrity, а также в эмуляторах.

DEC Alpha 21064: 1995 год, 275 МГц, 64 бита, 32 Кбайт L1 и 8 Мбайт внешнего L2

Однако двери закрываются: владеющая правами на выдачу таких лицензий HPE передала соответствующее подразделение в распоряжение VMS Software (VSI) и теперь закрывает свою программу, нацеленную на энтузиастов. Пока на сайте HPE ещё доступна опция продления лицензии на OpenVMS, но компания завершает цикл поддержки OpenVMS V8.4 и последний пакет лицензий будет действовать лишь до 31 декабря 2021 года, после чего пользователям предлагается рассмотреть возможность приобретения коммерческой лицензии.

Как минимум, один владелец систем с процессорами Alpha, пользующийся такими лицензиями, нашёлся — и он подтвердил, что цены на них весьма далеки от гуманных: в последний раз стоимость лицензии для системы DS20 составляла почти $25 тыс. Мало какой энтузиаст сможет позволить себе такие затраты для некоммерческого проекта. У VSI есть студенческий вариант лицензионного пакета, но как сообщают пользователи, такой пакет действует всего полгода и получение новых версий является достаточно затруднительным процессом.

Консорциумы CXL и Gen-Z сообщили, что их руководящие органы подписали договор о взаимопонимании. Пописанный меморандум раскрывает планы сотрудничества между двумя организациями, обещая совместимые протоколы и расширенные возможности каждого из представленных интерфейсов.

Первые версии спецификаций Gen-Z и CXL (Compute Express Link) вышли, соответственно, в феврале 2018 года и в марте 2019 года. Каждый из этих интерфейсов призван обойти ограничения по пропускной способности, накладываемые на многоядерные и многоузловые конфигурации процессоров и ускорителей.

Как один, так и другой интерфейс отвечают за согласованность кешей множества подключённых решений и обеспечивают минимальные задержки при доступе к вычислительным ресурсам и хранилищам данных на основе ОЗУ или долговременных накопителей.

В то же время интерфейс CXL специализируется на согласованной работе внутри шасси, а интерфейс Gen-Z позволяет согласовывать работу на уровне блоков, стоек и массивов. В целом, участники консорциума Gen-Z поддержали идею Compute Express Link и признали её как дополняющую для развития интерфейса Gen-Z.

В течение прошлого года в консорциум CXL, за организацией которого стоит компания Intel, вошли много компаний, включая AMD и ARM. Дело оставалось за малым ― объединить усилия и добиться совместимости протоколов и архитектур.

Сегодня такой день настал. Консорциумы CXL и Gen-Z договорились организовать совместные смешанные рабочие группы для разработки «мостов» между протоколами обеих спецификаций и сделать всё необходимое, чтобы расширить возможности каждого из стандартов за счёт возможностей другого.

Российский энергетический концерн «Росэнергоатом» (входит состав госкорпорации «Росатом») разместил на своей странице в социальной сети «ВКонтакте» ролик, рассказывающий об особенностях работы центра обработки данных «Калининский», расположенного вблизи Калининской АЭС в Тверской области.

Территориальная приближённость ЦОД «Калининский» к атомной электростанции обусловлена необходимостью обеспечения объекта надёжным источником электроснабжения.

Вычислительный комплекс «Калининский» был введён в эксплуатацию весной 2018 года и является первым дата-центром проекта «Менделеев» концерна «Росэнергоатом» по созданию сети центров обработки данных на площадках атомной отрасли РФ и за рубежом, соединённых высокоскоростными каналами связи в единую территориально распределённую катастрофоустойчивую информационную инфраструктуру.

Дата-центр «Калининский» включает три здания с машинными залами общей площадью 38000 кв. метров и 4800 серверными стойками с проектной мощностью потребления электроэнергии от 6 кВт в расчёте на одну стойку. Подведённая мощность дата-центра составляет 48 МВт.

Рядом с ЦОД развёрнута инфраструктурная площадка для размещения сторонними компаниями модульных и контейнерных центров обработки данных мощностью 32 МВт (проектом предполагается размещение до 30 модульных и контейнерных ЦОД по одному мегаватту каждый). Таким образом «Калининский» является одним из самых крупных дата-центров в России и позволяет разместить в машинных залах до 10 тысяч стоек с оборудованием суммарной мощностью до 80 МВт.

В ближайших планах «Росэнергоатома» — строительство ЦОД в Сосновом Бору (Ленинградская область) и Иннополисе (Республика Татарстан).

Вместе с серией продуктов для инфраструктуры сетей 5G, включающей систему на кристалле Atom P5900 для базовых станций, структурированную платформу ASIC Diamond Mesa для ускорения сетей 5G, серию сетевых контроллеров Ethernet 700 и программное решение OpenNESS для лёгкого развёртывания облачных периферийных микросервисов, корпорация Intel расширила и серию серверных процессоров Intel Xeon Scalable 2-го поколения.

Intel Xeon Scalable 2-го поколения являются основой платформенной инфраструктуры в центрах обработки данных. На сегодняшний день чипов Xeon Scalable продано в общей сложности более 30 миллионов. Появление этих процессоров позволило трансформировать ядро сети: сегодня на их долю приходится 50 % всех виртуализированных окружений по всему миру, а к 2023 году это число дополнительно увеличится.

Как мы уже сообщали, новая серия серверных процессоров Intel включает 18 моделей с более высокими частотами (до 4 ГГц в режиме Turbo Boost), увеличенным количеством ядер и объёмом кеша в различной комбинации этих параметров. Но главное изменение — это существенно сниженная стоимость. Например, Xeon Gold 6238R предложит 28 ядер и базовую частоту 2,2/4 ГГц, тогда как его предшественник в лице Xeon Gold 6238 использует 22 ядра с частотой 2,1/3,7 ГГц при одинаковой стоимости.

Флагманом семейства станет Xeon Gold 6258R с 28 ядрами, поддержкой Hyper-Threading, базовой частотой 2,7 ГГц и уровнем TDP не более 205 Вт. В обозначении моделей новых процессоров, как правило, присутствует литера «R», то есть Refresh.

Серия оптимизированных ЦП для высочайшей производительности отдельных ядер теперь представляет собой такой перечень. Все процессоры поддерживают Intel Optane DC Persistent Memory (жирным помечены новые модели):

Серия ЦП, оптимизированных для производительности на Ватт, представляет собой такой перечень. Все процессоры Platinum и Gold поддерживают Intel Optane DC Persistent Memory, а остальные — нет (жирным помечены новые модели):

Также компания представила новый чип в семействе энергоэффективных, рассчитанных на долгий цикл процессоров, — Silver 4210T (10 ядер, 2,3/3,2 ГГц, 13,75 Мбайт, 95 Вт, $554). Как и старая 8-ядерная модель Silver 4209T, новая тоже не поддерживает Intel Optane DC Persistent Memory. И наконец для односокетных серверов, где принципиальную роль играет стоимость, представлена 16-ядерная модель Gold 6208U (2,9/3,9 ГГц, 22 Мбайт, 150 Вт, $989, поддержка Intel Optane DC Persistent Memory).

Запуск новых моделей призван сделать предложения Intel более конкурентоспособными по сравнению с 7-нм чипами AMD EPYC Rome — неслучайно затронуты были наиболее ходовые процессоры. Самое производительное (и дорогое) семейство Xeon Platinum 9000 с количеством ядер от 32 до 56 обновлено не было. Повышение показателя цены/производительности — главный повод к запуску Cascade Lake R (снижение наблюдается кратное). В новой серии процессоры разделены между семействами Bronze, Silver и Gold. Неслучайно процессоров Platinum в ней нет: старшие модели, в том числе и 28-ядерный флагман, вошли в семейство Gold. Поэтому Intel законно поставила на «новинки» более низкие ценники.

Ранее компания уже серьёзно пересмотрела свои серверные предложения. Она, по сути, отказалась от процессоров серии M, которые, в отличие от стандартных решений, ограниченных объёмом ОЗУ в 1,5 Тбайт, позволяют работать в системах с 2 Тбайт памяти. Клиентам, нуждающимся в таком объёме ОЗУ, теперь предлагается использовать процессоры класса выше — L, поддерживающие уже 4,5 Тбайт. Для этого компания уравняла цены моделей L с M. Впрочем, не все OEM-производители спешат обесценить свои запасы и задерживают снижение цен.

Помимо процессоров Intel также представила 17 обновлённых решений Select Solutions, в которых реализована поддержка этих новых продуктов для ускорения наиболее важных рабочих нагрузок у заказчиков. Ведущие отраслевые производители уже начинают поставки новых платформ на базе Intel Xeon 2-го поколения Refresh.

Архитектура ARM активно прокладывает себе путь в серверные системы и даже в суперкомпьютеры. Но судьба первой компании, рискнувшей сделать ставку на ARM, вовсе не так радужна.

В 2011 году компания Calxeda опубликовала сведения о 32-бит серверном процессоре на базе ARM Cortex-A9. В 2020 году можно считать, последний гвоздь в крышку гроба этих CPU забит — в ядре Linux поддержка платформ Calxeda будет в ближайшее время прекращена. Но мы считаем, что те, кто первыми бросил вызов могуществу x86, заслуживают памяти.

Ещё первая разработка Calxeda, четырёхъядерный процессор ARM Cortex-A9, о котором мы писали в 2011 году, позволял создавать серверы формата 2U со 120 процессорами (480 ядер совокупно). Компания называла свою затею «первопроходческой инициативой» и планировала развернуть вокруг своих разработок целую экосистему — и спрос на такие решения был.

Преимущества платформы Calxeda по мнению компании: экономичность, компактность, низкая стоимость

Проект поддержал солидный список из венчурных фондов и производителей полупроводников: ARM, Advanced Technology Investment Company, Battery Ventures, Flybridge Capital Partners и Highland Capital Partners, а первым ключевым партнёром для Calxeda стала Canonical — разработчик операционной системы Ubuntu.

Архитектура первого серверного процессора Calxeda EnergyCore ECX-1000

К концу 2011 года проект оформился окончательно. CPU получил название EnergyCore, стали известны тактовые частоты (1,1 ‒ 1,4 ГГц) и другие подробности: наличие 4 Мбайт кеша L3, интегрированного коммутатора с производительностью 80 Гбит/с, отдельного ядра для управления энергопотребления.

Энергопотребление одного узла на базе EnergyCore, в состав которого, помимо процессора, входило 4 Гбайт памяти и SSD-накопитель, могло составлять всего 5 ватт. Неудивительно, что разработкой заинтересовалась Hewlett-Packard, объявившая о намерении использовать EnergyCore в своих новых серверах. Говорилось о 4U-шасси, содержащих 288 чипов Calxeda EnergyCore.

Эталонный дизайн вычислительного узла с четырьмя Calxeda EnergyCore

К сожалению, в 2012 году было объявлено о том, что OEM-серверы на базе чипов Calxeda появятся только ближе к концу года. Но HP уже располагает такими системами под названием Redstone; они используются для разработки энергоэффективной серверной архитектуры в проекте Moonshot.

Мини-кластер HP Redstone

Осенью того же года Calxeda объявляет о выпуске новой платформы Midway. В ней используется более совершенная архитектура ARM Cortex-A15 с поддержкой аппаратных средств виртуализации. Опубликованы планы на 2014 год, в них фигурирует поддержка 64-битной архитектуры ARM v8.

Наконец, на конференции Strata + HadoopWorld в Нью-Йорке компания Penguin Computing демонстрирует успешную работу Hadoop на платформе UDX1, построенной с использованием Calxeda EnergyCore.

Типичный дизайн сервера на базе процессоров Calxeda. Производитель Boston, модель Viridis

2013 год. Intel не собирается уступать и в противовес Calxeda и AMD, работающими над созданием экономичных ARM-процессоров, выпускает первую систему на чипе на базе архитектуры Broadwell. К сожалению, это последний год деятельности Calxeda. Исчерпав резервы денежных средств, пионер на рынке ARM-серверов объявляет о прекращении своей работы.

По мнению экспертов, причин краха две — компания слишком рано начала наступление на серверный рынок, ещё не готовый к пришествию ARM, а также сделала ставку на 32-битные процессоры в то время, как серверный рынок уже успел привыкнуть к 64-битным чипам, хотя бы потому, что они поддерживают большие объемы оперативной памяти. Кроме того, даже сама ARM относительно недавно, наконец, ввела спецификации ServerReady для упрощения внедрения в серверный сегмент.

Крах Calxeda также негативно сказался на общее отношение к серверным ARM в индустрии, которая сама по себе всегда была консервативна. В частности, в разговоре на SC19 представитель одного из ведущих производителей серверов отметил, что неуспех первых ARM-платформ и фактически впустую потраченные средства надолго отпугнули корпорацию даже от экспериментов в этой области.

Последние из могикан: вскоре для них не останется работы

Уже выпущенные серверы с процессорами Calxeda ещё работают. Но дни их уже сочтены: на рынке серверных процессоров с архитектурой ARM появляются другие игроки, изначально сделавшие ставку на мощные 64-битные варианты. К 2020 году встретить сервер Calxeda в работе удаётся очень редко — и разработчики ядра Linux объявляют о том, что вскоре откажутся от поддержки инфраструктуры Calxeda. Будет также убрана поддержка KVM-виртуализации для всех 32-битных процессоров ARM.

Это не первая история неуспеха ARM в серверном сегмента. Два крупнейших производителя SoC, Broadcom и Qualcomm, в итоге отказались от затеи. Наработки первой после долгих скитаний воплотились в ThunderX, а процессоры Centriq второй так толком и не увидели свет. Собственные CPU Marvell не снискали большой популярности, так что компания в итоге купила ThunderX.

ThunderX 2 вместе с Fujitsu A64FX пока остаются единственными крупными игроками на этом рынке, если не считать ряда внутренних разработок вроде AWS Graviton, которые не предназначены для свободной продажи. Конкуренцию им в ближайшее время должны составить Ampere eMAG и Huawei KunPeng.

Уже традиционно в рамках конференции SC была опубликована свежая версия TOP500, рейтинга пятисот самых производительных суперкомпьютеров в мире.

В новой версии списка стало больше систем из Китая, и в то же время сократилось количество систем, расположенных в США. Значительно увеличилась общая производительность всех систем, однако десятка лидеров рейтинга изменений не претерпела.

За последние шесть месяцев число китайских суперкомпьютеров в рейтинге TOP500 увеличилась с 219 до 228, и в итоге их доля составила 45,6 %. В то же время количество американских суперкомпьютеров достигло минимума в 117 систем, что составляет 23,4 %. Однако общая производительность систем из США выше — 37,1 % от общей, в то время как доля Китая здесь составляет 32,2 %. Суммарная производительность всех пятисот самых мощных суперкомпьютеров в мире составляет 1,65 Экзафлопс.

Российских машин в рейтинге три. На 29 месте TOP500 теперь находится суперкомпьютер Кристофари, принадлежащий Сбербанку.

Количество систем, использующих ускорители вычислений и сопроцессоры также возросло, со 134 до 145. Большинство из них использует продукты на базе NVIDIA Volta, a также Pascal и Kepler. Что касается центральных процессоров, то здесь безоговорочным лидером остаётся Intel — 94,8 % систем из TOP500 построены на её чипах.

И здесь же хотелось бы отметить, что в свежем рейтинге TOP500 появилась первая система на процессорах AMD EPYC Rome. Это французский суперкомпьютер Joliot-Curie, построенный на платформе AtoS BullSequana XH2000, которая включает 64-ядерные процессоры AMD EPYC 7H12. Данный суперкомпьютер обладает производительностью 9,4 Пфлопс, он разместился на 59 строке рейтинга TOP500.

Значительно увеличилась и минимальная производительность систем рейтинга TOP500. Теперь пятисотая система в рейтинге обладает производительностью в 1,142 Петафлопс. Полгода назад эта система располагалась на 399 месте. А чтобы претендовать на сотое место в рейтинге, системе теперь необходимо обладать производительностью более чем в 2,57 Пфлопс.

Рейтинг наиболее энергоэффективных систем — Green500 — возглавила японская система от Fujitsu. Это прототип суперкомпьютера на базе процессоров A64FX, который обеспечивает производительность в 16,9 Гфлопс на 1 ватт энергии. В общем рейтинге TOP500 данная система занимает 159 строку с общей производительностью в 2 Пфлопс.

Интересно, что система обладает всего лишь 36 864 ядрами и не использует ускорители, что делает её результаты ещё более впечатляющими. Кстати, среднее количество ядер на систему из списка TOP500 также увеличилось — с 118 213 до 126 308.

Практически у всех современных процессоров контроллер памяти давно и прочно является частью самого ЦП, будь то монолитный кристалл или чиплетная сборка. Но не всегда подобная монолитность является плюсом — к примеру, она усложняет задачу увеличения количества каналов доступа к памяти.

Таких каналов уже 8 и существуют проекты процессоров с 10 каналами памяти. Но это усложняет как сами ЦП, так и системные платы, ведь только на подсистему памяти, без учёта интерфейса PCI Express, может уйти 300 и более контактов, которые ещё требуется корректно развести и подключить.

Организация подсистемы памяти у POWER8

У IBM есть ответ, и заключается он в переносе части функций контроллера памяти на сторону модулей DIMM. Сам интерфейс между ЦП и модулями памяти становится последовательным и предельно унифицированным. Похожая схема использовалась в стандарте FB-DIMM, аналогичную компоновку применила и сама IBM в процессорах POWER8 и POWER9 в варианте Scale-Up.

Роль и возможности буфера Centaur у POWER8

Контроллер памяти у этих процессоров упрощён, в нём отсутствует контроллер физического уровня (PHY). Его задачи возложены на чип-буфер Centaur, который посредством одноимённого последовательного интерфейса и связывается с процессором на скорости 28,8 Гбайт/с.

Контроллеров интерфейса Centaur в процессорах IBM целых восемь, что дает ПСП в районе 230 Гбайт/с. За счёт выноса ряда функций в чипы-буфера удалось сократить площадь кристалла, и без того немалую (свыше 700 мм2), но за это пришлось заплатить увеличением задержек в среднем на 10 нс. Частично это сглажено за счёт наличия в составе Centaur кеша L4.

Сравнительные размеры модулей Centaur, RDIMM и OMI DDIMM

Стандарт не является открытым, но IBM предлагает ему на смену полностью открытый вариант под названием Open Memory Interface (OMI). В его основу положена семантика и протоколы, описанные в стандарте OpenCAPI 3.1, а физический уровень представлен шиной BlueLink (25 Гбит/с на линию), которая уже используется для реализации NVLink и OpenCAPI.

Реализация OMI проще Centaur, что позволяет сделать чип-буфер более компактным и выделяющим меньше тепла. Но все преимущества сохраняются: так, число контактов процессора, отвечающих за интерфейс памяти, можно снизить с примерно 300 до 75, поскольку посылаются только простые команды загрузки и сохранения данных. Вся реализация физического интерфейса осуществляется силами чипа-компаньона OMI, и в нём же может находиться дополнительный кеш.

Модули OMI DDIMM станут стандартом JEDEC

Помимо экономии контактов есть и ещё одна выгода: можно реализовать любой тип памяти, будь то DDR, GDDR и даже NVDIMM — вся PHY-часть придётся на различные варианты чипов OMI, но со стороны стандартного разъёма любой модуль OMI будет выглядеть одинаково. Сейчас взят прицел на реализацию модулей с памятью DDR5.

При использовании существующих чипов DDR4 система с интерфейсом OMI может достичь совокупной ПСП порядка 650 Гбайт/с. Дополнительные задержки составят 5 ‒ 10 нс для RDIMM и лишь 4 нс для LRDIMM. Из всех соперников технологии на такое способны только сборки HBM, которые в силу своей природы имеют ограниченную ёмкость, дороги в реализации и не могут быть вынесены с общей с ЦП подложки.

Новый стандарт упростит процессоры и позволит увеличить ёмкость подсистемы памяти

Чипы-буферы OMI можно разместить как на модуле памяти, так и на системной плате. Разумеется, для стандартизации выбран первый вариант. В нём предусмотрено 84 контакта на модуль, сами же модули получили название Dual-Inline Memory Module (DDIMM).

DDIMM вышли существенно компактнее своих традиционных собратьев: ширина модуля сократилась со 133 до 85 мм. Реализация буфера OMI ↔ DDR4 уже существует в кремнии: компания Microsemi продемонстрировала чип SMC 1000 (PM8596), поддерживающего 8 линий OMI со скоростью 25 Гбит/с каждая. Допустима также работа в режиме 4 × 1 с вдвое меньшей общей пропускной способностью.

DDIMM: меньше ширина, проще разъём

Со стороны чипов памяти SMC 1000 имеет стандартный 72-битный интерфейс с ECC и поддержкой различных комбинаций DRAM и NAND-устройств. Тактовая частота DRAM — до 3,2 ГГц, высота модуля зависит от количества и типов устанавливаемых чипов.

В случае одиночной высоты модули могут иметь ёмкость до 128 Гбайт, двойная высота позволит создать DDIMM объёмом свыше 256 Гбайт. Сам чип SMC 1000 невелик, всего 17 × 17 мм, а невысокое тепловыделение гарантирует отсутствие проблем с перегревом, свойственных FB-DIMM.

Процессоры IBM POWER9 AIO дополнили существующую серию

Архитектура подсистем памяти у семейства IBM POWER9

Поставки POWER9 AIO начнутся в этом году, цены неизвестны, но с учётом 8 миллиардов транзисторов и кристалла площадью 728 мм2 они не могут быть низкими. Однако без OMI эти процессоры были бы ещё более дорогими. В комплект поставки входит и чип-буфер OMI, правда, не самая быстрая версия с пропускной способностью на уровне 410 Гбайт/с. Задел для модернизации есть, и для расширения ПСП достаточно будет заменить модули DDIMM на более быстрые варианты.

Сравнительная таблица существующих и будущих версий OpenCAPI

Следующее поколение процессоров IBM, POWER10, появится только в 2021 году. К этому времени ожидается принятие стандарта OMI на рынке высокопроизводительных многопроцессорных систем. Попутно IBM готовит новые версии OpenCAPI, не привязанные к архитектуре POWER, а значит, путь к OMI будет открыт и другим вендорам.

Компания Cray, известная своими суперкомпьютерами, представила новую платформу хранения данных, ClusterStor E1000. Она предназначена для самых мощных конвергентных вычислительных систем экзафлопсного класса и спроектирована в расчёте на постоянно растущие объёмы данных и требования к скоростным показателям.

Новая платформа дополняет экосистему Cray Shasta и, как заявляют представители компании, по некоторым показателям не имеет равных в мире.

Возможные конфигурации базовой стойки ClusterStor E1000

Cray ClusterStor E1000 конфигурируется под конкретную задачу заказчика. СХД может быть гибридной, полностью твердотельной или оснащаться только традиционными жёсткими дисками. В случае варианта all-flash максимальная производительность может достигать 1,6 Тбайт/с и 50 миллионов IOPS на стойку.

В случае HDD скоростные показатели несколько скромнее — пиковая скорость составляет 120 Гбайт/с, зато ёмкость одной стойки может достигать 10 Пбайт. Cray пока не планирует отказа от традиционных HDD, как обеспечивающих меньшую удельную стоимость хранения данных.

Контроллеры ClusterStor E1000 используют процессоры AMD Rome

В базовой конфигурации новинка состоит из двух модулей формата 2U: модуля управления (System Management) и модуля метаданных (Metadata Unit), дополнительные модули устанавливаются в соответствии с задачами заказчика. Модуль управления оснащается одной коммуникационной платой HDR/Slingshot (200 Гбит/с) и двумя хост-адаптерами SAS с интерфейсом PCIe 4.0 (16 линий SAS 12 Гбит/с). Также доступна поддержка 100GbE и InfiniBand EDR/HDR.

В системе используются процессоры AMD EPYC Rome, которые наверняка были выбраны из-за большого числа линий PCIe 4.0 (до 128 на сокет/систему), необходимых для подключения и быстрых накопителей, и внешних сетевых интерфейсов.

Доступные конфигурации модулей хранения данных

Модули хранения данных (Storage Units) могут иметь габариты от 2U до 18U и максимальную ёмкость от 507 Тбайт до 5 Пбайт. Один модуль с SSD обеспечивает производительность до 3 миллионов IOPS, у HDD-версий показатели скромнее: от 2 до 8 тысяч IOPS.

Система работает под управлением ClusterStor Data Services и использует файловую систему Lustre с открытым исходным кодом. Стоимость базовой конфигурации ClusterStor E1000 оценивается в $200 тысяч, в эту цену входит и трёхлетняя поддержка. Первые поставки Cray наметила уже на декабрь этого года, полномасштабная доступность новых систем будет достигнута во втором квартале 2020 года.

Китайская компания-разработчик Phytium, известная созданием CPU для суперкомпьютеров Tiahne-1A и Tiahne-2, занимавших первую строку в рейтинге TOP500, уже несколько лет работает над новым поколением 64-ядерных ARMv8-процессоров FeiTeng FT-2000 для будущего Tiahne-3.

В сентябре компания анонсировала упрощённый вариант CPU всего с четырьмя ядрами — Phytium FT2000/4. А на днях в сети была замечена первая системная плата формата Micro-ATX на базе этой SoC.

Так выглядит системная плата на базе данного ЦП

Phytium FT2000/4 производится с использованием 16-нм техпроцесса TSMC, диапазон его тактовых частот лежит в пределах 2,6-3,0 ГГц. Имеется 4 Мбайт кеша L2 (по 2 Мбайт на пару ядер) и 4 Мбайт общего кеша L3. Теплопакет невелик и не превышает 10 Вт. Процессор размером 35 × 35 мм имеет упаковку FCBGA 1144.

Возможности процессора FT2000/4

SoC предлагает 34 линии PCI-Express 3.0: две x1 и две x16, которые можно разделить, получив четыре x8. Линни x1 отведены под контроллеры USB 3.0 (3 скоростных порта и 4 версии 2.0) и Serial ATA (4 порта). Также есть встроенные интерфейсы HD Audio и 1GbE. Кроме того, имеется отдельный блок аппаратного ускорения шифрования, поддерживающий китайские стандарты SM2/SM3/SM4.

Память работает в двухканальном режиме, но слотов DDR4 DIMM всего два, что может ограничить её объём. Встроенного графического адаптера нет, однако есть поддержка некоторых чипов AMD Radeon и GPU китайского производителя Jingjia. На уровне ПО заявлена совместимость с Linux-дистрибутивом Kylin OS.

Phytium позиционирует FT2000/4 как основу для создания промышленных компьютеров, встраиваемых решений, тонких клиентов и терминалов (в том числе ноутбуков и моноблоков). А новая материнская плата пригодится для разработчиков. Как упомянутых выше решений, так и приложений для будущего суперкомпьютера.

Компания Oracle объявила, что инвестировала $40 млн в компанию Ampere Computing, которая занимается разработкой 64-разрядных ARM-процессоров серверного класса. Похоже, компания потеряла интерес к SPARC, доставшейся ей при покупке Sun, так что эпоха этой архитектуры подходит к концу.

Инвестиции были произведены ещё в апреле текущего года. За сумму в примерно 40 млн долларов было приобретено около 20 % акций Ampere Computing, за счёт чего Oracle получила одно из кресел в совете директоров. Кроме того, самой Ampere управляет Рене Джеймс (Renée James), которая также занимает место в совете директоров Oracle.

Помимо инвестиций Oracle заплатила Ampere около $419 000 за разработку и тестирование оборудования в 2019 финансовом году. Интересно, что сама компания об инвестициях Oracle не сообщала, отметив лишь финансирование со стороны ARM Holdings и Carlyle Group. Ampere специализируется на разработке процессоров для облачных систем и серверов, которые сочетают высокую производительность и энергоэффективность.

В то же время Oracle всё меньше внимания уделяет собственной архитектуре SPARC и разработке процессоров на её основе. Заявлений об отказе от этой архитектуры пока что не последовало. Однако в отчёте за 2019 финансовый год Сафра Кац (Safra Catz), один из генеральных директоров Oracle, заявила: «Наши высокодоходные облачные решения Fusion и NetSuite быстро растут, и мы сокращаем свой низкорентабельный бизнес устаревшего [legacy] аппаратного обеспечения».

В последний раз обе компании обновляли свои SPARC-процессоры в 2017 году. После выхода M8 Oracle фактически разогнала отдел, занимавшийся разработкой CPU. Fujitsu же после выпуска SPARC64 XII говорила о намерениях выпустить следующее поколение SPARC64 в 2020 году.

Формально Fujitsu остаётся последним разработчиком высокопроизводительных SPARC-процессоров серверного уровня, но у компании наверняка немало ресурсов уходит на суперкомпьютер Post-K и ARM-процессор A64FX. И несмотря на то, что лицензиями на SPARC обладает довольно много компаний, среди которых есть и отечественные разработчики, вряд ли хоть кто-то из них будет вкладываться в серьёзное развитие архитектуры.

Наконец, хотелось бы отметить, что и операционная система Solaris 11, возможно, станет последней ОС от Oracle для платформы SPARC. Первый релиз вышел 8 лет назад, и хотя Oracle постепенно вносит в неё некоторые улучшения, признаки разработки Solaris 12 отсутствуют.

А на днях компания заявила, что обеспечит стандартную поддержку системы Solaris 11 до 2031 года и расширенную поддержку до 2034 года. Таким образом, Oracle исполнит свои долгосрочные обязательства по обновлению Solaris. Однако будет крайне удивительно, если мы когда-либо увидим Solaris 12.

Компания Inspur анонсировала 26 сентября на саммите OCP Regional Summit в Амстердаме новую референсую платформу с UBB-платой (Universal Baseboard) для ускорителей в форм-факторе Open Accelerator Module (OAM).

OAM был представлен Facebook✴✴ в марте этого года. Он очень похож на слегка увеличенный (102 × 165 мм) модуль NVIDIA SXM2: «плиточка» с группами контактов на дне и радиатором на верхней крышке.

Ключевые спецификации модуля OAM:

• Линии питания 12 В (до 350 Вт) и 48 В (до 700 Вт )
• Поддержка модулем одной или нескольких ASIC
• Хост-подключение: 1 или 2 PCI-E x16
• Межмодульное соединение: до 7 x16 или x20
• Поддержка систем как воздушного, так жидкостного охлаждения
• Объединение до 8 модулей в одной системе

OAM, в отличие от классических карт PCI-E, позволяет повысить плотнсть размещения ускорителей в системе без ущерба их охлаждению, а также увеличить скорость обмена данными между модулями, благодаря легко настраиваемой топологии соединений между ними. В числе поддержавших проект OCP Accelerator Module такие компании, как Intel, AMD, NVIDIA, Google,Microsoft, Baidu и Huawei.

Inspur приступил к разработке референс-системы для ускорителей OAM в связи растущими требованиями, предъявляемыми к приложениям ИИ и необходимостью обеспечения взаимодействия между несколькими модулями на основе ASIC или GPU.

Данная платформа представляет собой 21" шасси стандарта Open Rack V2 с BBU для восьми модулей OAM. Плата BBU снабжена восемью коннекторами QSFP-DD для прямого подключения к другим BBU.

Система Inspur OAM позволяет создавать кластеры из 16, 32, 64 и 128 модулей OAM и имеет гибкую архитектуру для поддержки инфраструктур с несколькими хостами. По требованию заказчика Inspur также может поставлять 19-дюймовые системы OAM.

Одной из первых преимущества новинки для задач, связанных с ИИ и машинным обучением, оценила китайская Baidu, продемонстрировавшая собственное серверное решение X-Man 4.0 на базе платформы Inspur и восьми ускорителей.

Компания Aspeed официально представила новый BMC под названием AST2600, который придёт на смену актуальному контроллеру AST2500. Новинка найдёт применение в серверах следующего поколения, которые появятся в 2020 году.

Предварительные данные о харакеристиках новинки, про которые мы уже писали, подтвердились. В основе 28-нм SoC Aspeed AST2600 лежат три ядра с архитектурой ARM: два основных Cortex A7 и одно вспомогательное Cortex M3. Контроллер позволяет использовать до 2 Гбайт RAM DDR4.

BMC поддерживает технологии TrustZone и Secure Boot, которые призваны повысить безопасность. Также он обладает поддержкой до четырёх гигабитных сетевых интерфейсов. Обычно, правда, используется не более одного интерфейса, который нужен для подключения к BMC. Однако дополнительные сетевые порты можно использовать, например, для мониторинга и других задач.

Дополнительные возможности отразились на числе контактов — их теперь 624, что на 37 % больше по сравнению с предшественником — и, что важнее, на площади чипа, которая увеличилась до 441 мм ². Соответственно, на материнской плате придётся отводить под BMC больше места.

Новая версия суперкомпьютерного узла BullSequana XH2000 компании Atos, построенная на новейших 64-ядерных процессорах AMD EPYC 7H12, смогла установить сразу несколько абсолютных мировых рекордов производительности.

Новинка была протестирована самой Atos в пакете бенчмарков SPECrate 2017, который как раз и предназначен для оценки производительности мощных вычислительных систем. По результатам тестов, новинка претендует на звание рекордсмена среди всех двухпроцессорных систем в четырёх бенчмарках пакета:

На данный момент представленные Atos результаты тестов проходят проверку комитетом SPEC.

Кроме того, Atos заявляет, что система BullSequana XH2000 на базе EPYC 7H12 установила рекорд в бенчмарке HPL Linpack для систем на процессорах AMD. Новинка показала результат в 4,296 Тфлопс, что на 11 % больше результата системы с процессорами AMD EPYC 7742.

Atos оставляет системы AMD для ряда европейских суперкомпьютеров

Прирост производительности обусловлен тем, что средняя рабочая частота процессора EPYC 7H12 выше по сравнению с моделью EPYC 7742. А чтобы справиться с тепловыделением, увеличившимся вместе с частотой, компания Atos использует в BullSequana XH2000 систему жидкостного охлаждения.

Сегодня в Риме компания AMD провела европейскую презентацию процессоров EPYC Rome (символично, не правда ли?), на которой неожиданно представила совершенно новый процессор — EPYC 7H12. Новинка отличается не только своим нестандартным названием, но и характеристиками, которые делают её самым мощным серверным процессором AMD на текущий момент.

Процессор EPYC 7H12 обладает 64 ядрами, как и другие старшие модели семейства EPYC Rome. Базовая частота новинки составляет 2,6 ГГц, а максимальная Turbo-частота достигает 3,3 ГГц. Для сравнения — возглавлявший до этого семейство Rome процессор EPYC 7742 обладает значительно более низкой базовой частотой в 2,25 ГГц, а вот в режиме Turbo может разгоняться чуть выше — до 3,4 ГГц. Средняя же рабочая частота новинки будет выше.

Источник изображения: AMD

Базовая частота напрямую влияет на уровень TDP процессора. Поэтому показатель TDP EPYC 7H12 увеличился до 280 Вт, тогда как у EPYC 7742 он составлял 225 Вт. Из-за возросшего TDP новый процессор рекомендуется использовать в серверах с системами жидкостного охлаждения. Один из партнёров AMD, компания Atos, уже показала узел Bullsequana XH2000 с восемью процессорами EPYC 7H12 и полностью жидкостным охлаждением, высота которого составит лишь 1U.

Источник изображения: Atos

Кроме как частотами и уровнем TDP, процессоры EPYC 7H12 и EPYC 7742 ничем не отличаются друг от друга. Оба имеют 64 ядра Zen 2, 128 вычислительных потоков, 256 Мбайт кеш-памяти третьего уровня, 128 линий PCIe 4.0 и контроллер памяти с восемью каналами и поддержкой DDR4-3200.

Процессор EPYC 7H12 ориентирован на использование в составе высокопроизводительных вычислительных систем и центрах обработки данных. Согласно синтетическому тесту Linpack, новый процессор обеспечивает прирост производительности до 11 % по сравнению с EPYC 7742, который мы протестировали в августе.

Цена новинки пока не названа. Не исключено, что она будет заметно выше, чем у 7742. Всё-таки, это особый сегмент рынка, где даже за незначительный прирост производительности готовы платить. Аналогичную политику проводит и Intel. В семействе Xeon на базе Broadwell были модели с индексом A, которые отличались чуть более высокими частотами. А летом Intel представила процессор Xeon Platinum 8284, который в сравнении с базовой моделью 8280 также имеет повышенную частоту и возросший в полтора раза ценник.

Глубокое машинное обучение ― это сравнительно новая область приложения для вычислительных архитектур. Как всё новое, ML заставляет искать альтернативные пути решения задач. В этом поиске китайские разработчики оказались на равных и даже в привилегированных условиях, что привело к появлению в Китае мощнейших ИИ-платформ.

Как всем уже известно, на конференции Hot Chips 31 компания Huawei представила самый мощный в мире ИИ-процессор Ascend 910. Процессоры для ИИ каждый разрабатывает во что горазд, но все разработчики сравнивают свои творения с ИИ-процессорами компании NVIDIA (а NVIDIA с процессорами Intel Xeon). Такова участь пионера. NVIDIA одной из первых широко начала продвигать свои модифицированные графические архитектуры в качестве ускорителей для решения задач с машинным обучением.

Гибкость GPU звездой взошла над косностью x86-совместимой архитектуры, но во время появления новых подходов и методов тренировки машинного обучения, где пока много открытых дорожек, она рискует стать одной из немногих. Компания Huawei со своими платформами вполне способна стать лучшей альтернативой решениям NVIDIA. Как минимум, это произойдёт в Китае, где Huawei готовится выпускать и надеется найти сбыт для миллионов процессоров для машинного обучения.

Мы уже публиковали анонс наиболее мощного ускорителя для ML чипа Huawei Ascend 910. Сейчас посмотрим на это решение чуть пристальнее. Итак, Ascend 910 выпускается компанией TSMC с использованием второго поколения 7-нм техпроцесса (7+ EUV). Это техпроцесс характеризуется использованием сканеров EUV для изготовления нескольких слоёв чипа. На конференции Huawei сравнивала Ascend 910 с ИИ-решением NVIDIA на архитектуре Volta, выпущенном TSMC с использованием 12-нм FinFET техпроцесса. Выше на картинке приводятся данные для Ascend 910 и Volta, с нормализацией к 12-нм техпроцессу. Площадь решения Huawei на кристалле в 2,5 раза больше, чем у NVIDIA, но при этом производительность Ascend 910 оказывается в 4,7 раза выше, чем у архитектуры Volta.

Также на схеме видно, что Huawei заявляет о крайне высокой масштабируемости архитектуры. Ядра DaVinci, лежащие в основе Ascend 910, могут выпускаться в конфигурации для оперирования скалярными величинами (16), векторными (16 × 16) и матричными (16 × 16 × 16). Это означает, что архитектура и ядра DaVinci появятся во всём спектре устройств от IoT и носимой электроники до суперкомпьютеров (от платформ с принятием решений до машинного обучения). Чип Ascend 910 несёт матричные ядра, как предназначенный для наиболее интенсивной работы.

Ядро DaVinci в максимальной конфигурации (для Ascend 910) содержит 4096 блоков Cube для вычислений с половинной точностью (FP16). Также в ядро входят специализированные блоки для обработки скалярных (INT8) и векторных величин. Пиковая производительность Ascend с 32 ядрами DaVinci достигает 256 терафлопс для FP16 и 512 терафлопс для целочисленных значений. Всё это при потреблении до 350 Вт. Альтернатива от NVIDIA на тензорных ядрах способна максимум на 125 терафлопс для FP16. Для решения задач ML чип Huawei оказывается в два раза производительнее.

Помимо ядер DaVinci на кристалле Ascend 910 находятся несколько других блоков, включая контроллер памяти HBM2, 128-канальный движок для декодирования видеопотоков. Мощный чип для операций ввода/вывода Nimbus V3 выполнен на отдельном кристалле на той же подложке. Рядом с ним для механической прочности всей конструкции пришлось расположить два кристалла-заглушки, каждый из которых имеет площадь 110 мм². С учётом болванок и четырёх чипов HBM2 площадь всех кристаллов достигает 1228 мм².

Для связи ядер и памяти на кристалле создана ячеистая сеть в конфигурации 6 строк на 4 колонки со скоростью доступа 128 Гбайт/с на каждое ядро для одновременных операций записи и чтения. Для соединения с соседними чипами предусмотрена шина со скоростью 720 Гбит/с и два линка RoCE со скоростью 100 Гбит/с. К кеш-памяти L2 ядра могут обращаться с производительностью до 4 Тбайт/с. Скорость доступа к памяти HBM2 достигает 1,2 Тбайт/с.

В каждый полочный корпус входят по 8 процессоров Ascend 910 и блок с двумя процессорами Intel Xeon Scalable. Спецификации полки ниже на картинке. Решения собираются в кластер из 2048 узлов суммарной производительностью 512 петафлопс для операций FP16. Кластеры NVIDIA DGX Superpod обещают производительность до 9,4 петафлопс для сборки из 96 узлов. В сравнении с предложением Huawei это выглядит бледно, но создаёт стимул рваться вперёд.

Корпорация IBM сообщила, что переводит архитектуру набора команд (ISA) Power в разряд открытых решений. То есть, за неё не нужно будет платить, как это было в последние 6 лет. Отмечается, что с 2013 года действовал консорциум OpenPOWER, который лицензировал связанную с Power интеллектуальную собственность. Но теперь все наработки и патенты будут переданы сообществу безвозмездно.

Сама же организация OpenPOWER Foundation будет переподчинена Linux Foundation, что позволит создать площадку для развития архитектуры без привязки к чипмейкеру или иной компании. Как отмечается, OpenPOWER Foundation включает в себя более 350 компаний, а сообществу передали свыше 3 млн строк кода системных прошивок, спецификаций и схем. Всё это позволит создавать Power-совместимые чипы всем желающим.

pixabay.com

Помимо собственно процессоров, компания передала сообществу и смежные технологии для разработки расширений на основе интерфейсов OpenCAPI (Open Coherent Accelerator Processor Interface) и OMI (Open Memory Interface). Первая технология должна устранить «узкие места» во взаимодействии CPU, GPU, ASIC, а также других чипов и контроллеров. Вторая же должна ускорить оперативную память. Это позволит создавать на базе архитектуры Power специализированные чипы для искусственного интеллекта.

Важно отметить, что процессоры Power позволяют создавать современные серверы и суперкомпьютеры. К примеру, суперкомпьютеры Summit и Sierra работают как раз на таких чипах. А это, на минуточку, первый и второй номера в мировом рейтинге таких систем.

Напомним, на процессорах с архитектурой Power (хотя и специализированных) работали в том числе и консоли Sony PlayStation 3, Xbox 360, а также старые ПК и ноутбуки Apple.

Довольно неожиданно компания Intel отказалась от развития интерконнекта Omni-Path, которую она продвигала в серверных и HPC-платформах сначала для соединения узлов, в том числе для гиперконвергентных систем. Первое поколение шины Omni-Path с пропускной способностью до 100 Гбит/с на порт появилось несколько лет назад. Но ожидаемого второго поколения решений с пропускной способностью до 200 Гбит/с уже не будет.

Ускорители Intel Xeon Phi с интегрированными контроллером и шиной Omni-Path

Информацию о прекращении разработки и выпуска продукции Intel OmniPath Architecture 200 (OPA200) компания подтвердила, например, нашим коллегам с сайта HPCwire. Компания продолжит поддержку и поставку решений с шиной OPA100, но поставок продуктов с архитектурой OPA200 на рынок больше не будет.

В принципе, сравнительно слабая поддержка шины Intel OmniPath со стороны клиентов рынка высокопроизводительных систем намекала на нечто подобное. Большей популярностью у строителей суперсистем и не только продолжает пользоваться InfiniBand и её новое HDR-воплощение с той же пропускной способностью до 200 Гбит/с. В свете ликвидации OPA200 становится понятно, почему Intel схватилась с NVIDIA за право поглощения компании Mellanox. Но не вышло: приз ушёл к NVIDIA.

«Вообще, половина инсталляций в TOP500 использует Ethernet, но в основном 10/25/40 Гбит/с, и лишь совсем чуть-чуть может похвастаться 100 Гбит/с. InfiniBand установлен почти в 130 машинах, а Omni-Path есть чуть больше чем в 40. Остальное — проприетарные разработки».

Что остаётся Intel? У лидера рынка микропроцессоров есть I/O-активы. Компания около 8 лет активно выстраивает направление для развития коммуникаций в ЦОД. За это время она поглотила разработчика коммутационных ASIC компанию Fulcrum Microsystems, подразделение по разработке адаптеров и коммутаторов InfiniBand компании QLogic и коммуникационное подразделение компании Cray. Относительно свежей покупкой Intel стала компания Barefoot Networks, разработчик решений для Ethernet-коммутаторов.

Похоже, Intel решила вернуться к классике: InfiniBand (что менее вероятно) и Ethernet (что более вероятно), а о проприетарных шинах в виде той же Omni-Path решила забыть. В конце концов, Ethernet-подразделение компании славится своими продуктами. Новое поколения Intel Ethernet 800 Series способно заменить OPA100.

На днях дочернее подразделение корпорации Alibaba Group компания Pingtouge Semiconductor на тематической конференции в Шанхае представила первый фирменный процессор для «умной» периферии. Китайская разработка XuanTie 910 оказалось уникальной по целому ряду причин, о которых мы поговорим ниже. Но прежде обозначим главное, на чём настаивают китайские источники. Процессор XuanTie 910 поможет китайским компаниям всех уровней сбросить зависимость от ядер ARM и других проприетарных разработок (читай ― сведут на нет опасность санкций со стороны США), поскольку ядра XuanTie 910 используют открытую архитектуру RISC-V с открытым набором команд.

Производительность моделей процессоров семейства XuanTie 910 может варьироваться в широких пределах. 64-бит ядра собираются в кластеры по четыре штуки. В процессоре может быть до четырёх таких кластеров, то есть в максимальной конфигурации XuanTie 910 имеет 16 ядер RISC-V. Больше вряд ли необходимо, но в случае надобности разработчики наверняка смогут увеличить число ядер в процессоре. Относительно небольшое число ядер в процессорах XuanTie 910 объясняется назначением платформы ― стать основой вещей с подключением к Интернету, ассистентов (умных колонок и прочего), самоуправляемых автомобилей, периферии с подключением к сетям 5G, платформ с элементами ИИ и тому подобных решений для перифейрийных (edge) вычислений и платформ.

По словам разработчиков, XuanTie 910 сегодня является самым производительным решением на архитектуре RISC-V. Это решение на частоте 2,5 ГГц, изготовленное с использованием 12-нм техпроцесса, как заявлено, обеспечивает производительность на уровне 7,1 CoreMark/МГц, что на 40 % больше, чем для существующих сегодня конкурирующих процессоров на архитектуре RISC-V. Если точнее, то сравнение было с 64-бит ядром SiFive U74, которое достигает 5,1 CoreMark/МГц (на ядро). Оно тоже позиционируется как самое мощное решение RISC-V, способное исполнять полноценные ОС вроде Linux. Для сравнения — отечественный процессор Байкал-Т1, согласно нашим прошлогодним тестам, имеет производительность 5,4 CoreMark/МГц (на ядро).

onties.com

Удивительным в этом сообщении наших коллег с EE Times представляется информация о 12-нм техпроцессе, который был задействован для производства XuanTie 910. Этот техпроцесс широко использует только компания GlobalFoundries. В этом случае Alibaba 100-процентно подставляется под санкции США, что нивелирует всякий смысл выбора открытой архитектуры. Впрочем, выводы делать рано, подождём подробности.

Из других интересных особенностей ядер XuanTie 910 отметим 12-уровневый конвейер с внеочередным исполнением команд. За один цикл конвейер может исполнять сразу до 8 инструкций, причём и инструкции загрузки (load), и сохранения (store). Важно, что разработчики добавили в архитектуру RISC-V и процессор 50 новых расширенных инструкций для лучшей работы арифметических операций, доступа к памяти и поддержки многоядерности. Эти инструкции и ряд других решений китайцы сделают достоянием сообщества разработчиков с открытым кодом.

Всё (или почти всё) будет выложено на GitHub, вероятно, в сентябре. Компании важно получить как можно более широкую поддержку со стороны независимых программистов, чему открытость RISC-V будет только способствовать. Примечательно, что новость о выходе XT 910 исчезла с сайта RISC-V Foundation через несколько часов после выхода.

Среди других заметных китайских участников RISC-V Foundation есть Huawei, MediaTek, Huami (партнёр Xiaomi), а также инвестгруппа Xiamen SIG. Сейчас Китай активно развивает импортозамещение. Согласно планам правительства, в 2020 году 40% спроса на полупроводниковую продукцию должны удовлетворить местные производители. В прошлом году, по данным TrendForce, лишь 15% пришлось на «домашние» процессоры.

Во вторник, 9 июля, IBM сообщила о закрытии сделки по приобретению Red Hat за $34 млрд. За счёт крупнейшей покупки в своей истории IBM сможет усилить облачный бизнес за счёт акцента на гибридные решения.

О слиянии IBM и Red Hat было объявлено в конце октября 2018 года. Компании заключили соглашение, по условиям которого IBM заплатила из собственных средств по $190 за каждую акцию Red Hat, что на 60 % больше курса котировок за день до исторического анонса.

Генеральный директор Red Hat Джим Уайтхерст (Jim Whitehurst) будет и дальше руководить компанией вместе со своей командой. При этом Уайтхерст будет подчиняться главе IBM Джинн Рометти (Ginni Rometty).

Штаб-квартира Red Hat останется в городе Роли (Северная Каролина, США). Компания, которая стала самостоятельным подразделением IBM, сохранит свои предприятия, бренды и практики.

В пресс-релизе, посвящённом закрытию сделки, говорится, что IBM и Red Hat после объединения будут предлагать «гибридную многооблачную платформу следующего поколения», которая «основана на технологиях с открытым исходным кодом, таких как Linux и Kubernetes».

По прогнозам Red Hat, операционная система Red Hat Enterprise Linux будет способствовать получению различными компаниями по всему миру более $10 трлн совокупной выручки в 2019 году. Ожидается, что к 2023 году в мире появятся 640 тыс. новых рабочих мест, связанных с технологиями Red Hat.

В IBM отметили, что Red Hat продолжит «выстраивать и расширять свои партнёрские отношения, в том числе с такими крупными поставщиками облачных сервисов, как Amazon Web Services, Microsoft Azure, Google Cloud и Alibaba».

В последнем квартале перед закрытием сделки с IBM продажи Red Hat составили $934 млн, что на 15 % больше, чем годом ранее.

Компания AMD расширила ассортимент своих продуктов для встраиваемых систем, представив новую серию процессоров Ryzen Embedded R1000. Новинки, по словам самой AMD, предлагают новый класс производительности в области встраиваемых систем, а также предлагают лучшее соотношение цены и производительности по сравнению с конкурентными решениями.

Источник изображений: AMD

Всего было представлено два процессора: Ryzen Embedded R1606G и R1505G. Новинки весьма похожи друг на друга и отличаются между собой только тактовыми частотами ядер и встроенного GPU. Оба процессора располагают парой ядер Zen с поддержкой SMT, то есть работают на четыре потока. В качестве встроенного GPU в обеих новинках выступает Vega 3. В случае процессора Ryzen Embedded R1606G частоты ядер составляют 2,6/3,5 ГГц, а GPU — 1,2 ГГц. Младший Ryzen Embedded R1505G во всём медленнее на 200 МГц, то есть предлагает 2,4/3,3 и 1 ГГц соответственно.

Объём кеша второго и третьего уровней составляет 1 и 4 Мбайт соответственно. Поддерживается оперативная память DDR4 с частотой до 2400 МГц. Также есть поддержка до двух 10-гигабитных портов Ethernet. Есть возможность подключения до трёх дисплеев. Максимальный поддерживаемый формат видео — 4K с частотой 60 FPS.

Производители систем на базе новинок AMD смогут самостоятельно настроить уровень TDP чипов в пределах от 12 до 25 Вт. Это, конечно же, будет несколько влиять на производительность, однако позволит использовать чипы как в более мощных компьютерах, так и в более экономичных, и даже безвентиляторных системах. По словам AMD, новинки могут найти применение в самых различных устройствах: от тонких клиентов до промышленных систем и игровых систем, вроде предстоящей Atari VCS.

Также AMD отмечает высокую производительность своих новинок. В качестве примера приводятся результаты тестирования в Cinebench R15 и 3DMark11. Здесь оба процессора серии Ryzen Embedded R1000 смогли опередить чипы Intel Core i3-8145U поколения Whiskey Lake и Core i3-7100U поколения Kaby Lake.

В 2015 году компания Intel представила процессоры Xeon семейства D. Первой появилась серия Xeon D-1500. Процессоры Xeon D получили архитектуру уровня Intel Core (Broadwell), став на ступеньку выше Xeon на архитектуре Atom. Целевое назначение Xeon D при этом не изменилось ― они всё так же были ориентированы на создание микросерверов, встраиваемых решений, систем для хранения данных малого и среднего уровней и сетевого оборудования. В 2018 году компания выпустила серию Xeon D-2100 на архитектуре Skylake. Тем самым в семейство Xeon D добавились решения повышенной производительности. Сегодня Intel представила третью серию Xeon D ― процессоры D-1600, которые возвращают нас к истокам семейства, главной целью которого был захват рынка производительной периферии с акцентом на плотность и сниженное потребление.

Процессоры Intel Xeon D-1600 получили меньшее число ядер, чем у их предшественников в лице Xeon D-1500. Диапазон числа физических ядер у моделей Xeon D-1600 сократился с 4–16 до 2–8. Максимальный тепловой пакет при этом остался тем же ― 65 Вт, тогда как минимальное значение TDP снизилось с 35 Вт до 27 Вт. Снижение числа ядер и сохранение максимального уровня TDP говорит о росте производительности в пересчёте на одно ядро. Во многом это достигается за счёт прироста как базовой частоты (в 1,2–1,5 раза), так и за счёт увеличения частоты при автоматическом разгоне до 3,2 ГГц, тогда как модели Xeon D-1500 в режиме турбо ограничивались частотой до 2,7 ГГц. Определённым образом Intel откатилась назад по шкале эволюции, понизив градус многоядерности в пользу наращивания однопоточной производительности. Собственно, этого требует позиционирование новой серии и активное развитие виртуализации сетевых функций (NFV). Для этого стала важнее скорость реакции сетевой платформы, что хорошо отрабатывается повышением тактовых частот.

Архитектурных изменений в моделях Xeon D-1600 не очень много, если они вообще есть (пока предполагаем, что архитектура осталась прежней ― Broadwell). Интегрированный контроллер памяти остался двухканальным с поддержкой модулей DDR4 с частотой до 2400 МГц суммарным объёмом до 128 Гбайт. Также поддерживается память DDR3L-1600. Уточним, процессоры Xeon D ― это однокристальная платформа, фактически SoC, что чрезвычайно удобно для тех областей, на которые нацелены эти решения.

Встроенные в процессоры интерфейсы представлены 24 линиями PCIe 3.0, 8 линиями PCIe 2.0, 6 портами SATA 6 Гбит/с, 4 портами USB 3.0, 4 портами USB 2.0 и 4 портами Ethernet 10 Гбит/с. Кстати, об Ethernet. На кристалл Xeon D-1600 интегрирован контроллер Intel серии Ethernet 700. На это намекают не только четыре интерфейса Ethernet 10GbE, но также поддержка технологии Intel QuickAssist.

У старшей серии Xeon D-2100 модели Xeon D-1600 взяли то, чего не было у моделей Xeon D-1500 ― это поддержка технологии Intel QuickAssist (QAT). Технология QAT поддержана в моделях Xeon D-1600 с индексом «N». Наличие QAT означает, что процессор несёт встроенный аппаратный ускоритель для работы с криптографией, компрессией и обработки сетевого трафика. Поддерживается целый ряд популярных алгоритмов, что существенно разгружает вычислительные ядра и даёт ощутимый прирост производительности. Например, обработка трафика TLS/IPSec плюс компрессия происходит со скоростью 30 Гбит/с плюс 30 000 операций в секунду, как и расшифровка ключами RSA с такой же производительностью.

Поставки процессоров Xeon D-1600 компания Intel начнёт во втором квартале текущего года. Решения на основе новинок попадут на рынок к середине года или во второй его половине. По представлениям Intel, вычислительное и коммуникационное оборудование на базе Xeon D-1600 станет оптимальным выбором для развёртывания инфраструктуры для реализации и поддержки сотовой связи поколения 5G, а также для организации периферийных (пограничных) вычислений, когда обработка сырых данных (видео, сбор информации с датчиков, включая автомобильную электронику) происходит на месте и минимизирует пересылку в центры по обработке информации. Кроме того, они могут быть использованы в системах хранения данных.

Процессоры Intel Xeon D 1600 представлены в рамках большого обновления решений для ЦОД, которое включает «взрослые» Intel Xeon Cascade Lake AP и SP с поддержкой памяти Optane в формате DDR4-модулей и новых инструкций для ИИ, модульные FPGA Agilex и сетевые контроллеры 100GbE Intel Ethernet 800. Подробности по ссылкам ниже.

Кликните по изображению продукта для перехода в соответствующий раздел/материал

На мероприятии Embedded World 2019 новые встраиваемые платформы компании AMD в виде APU Ryzen Embedded V1000 и процессоров EPYC Embedded 3000 получили поддержку со стороны многих производителей встраиваемых решений, что выразилось в серии демонстраций модулей, материнских плат и полочных решений для серверных стоек. Процессоры Ryzen Embedded V1000 и EPYC Embedded 3000 на ядрах Zen компания анонсировала ровно год назад. Первые призваны стать основой компактных решений с мощной мультимедийной составляющей (игровые автоматы, рекламные стенды, медицинские и промышленные приборы), а вторые ― это решения для телекоммуникации, удалённых хранилищ данных и масштабируемых серверов.

Источник изображений: AMD

За прошедший год компания AMD обзавелась поддержкой со стороны свыше 50 компаний, которые заинтересовались «встраиваемыми Zen». Это даёт AMD надежду на рывок в данном сегменте, вплоть до двукратного увеличения доли до конца 2021 года. Глядя на то, как растёт спрос на потребительские и серверные процессоры AMD Ryzen и EPYC, в это вполне можно поверить. К тому же, в индустрии и обществе появляется интерес к производительным периферийным вычислениям, для чего встраиваемые решения идеально подходят, а также наметился устойчивый курс на системы с машинным обучением, ИИ и машинным зрением. Всё это создаёт благоприятную почву как для APU AMD, где у неё по совокупному сочетанию качеств нет равных соперников, так и для процессоров EPYC с беспрецедентным числом одновременно задействованных линий PCI Express.

Возвращаясь к выставке Embedded World 2019 отметим следующие разработки. Так, компания Advantech представила коммуникационный модуль SOM-5871 на AMD Ryzen Embedded V1000 для систем машинного зрения. Платформа поддержана ОС Mentor Linux. Модуль Advantech также подойдёт для создания мощных периферийных компьютеров и для вещей с подключением к Интернету.

Другим новым применением для встраиваемых платформ AMD становится блокчейн и накопление данных, аналитика и обработка данных и сквозное обеспечение безопасности данных. На этих направлениях новую встраиваемую платформу AMD выбрали компании ClearBlade, BeechWoods и Enigmedia. В рамках этих работ AMD принимает участие в таком открытом сообществе, как EdgeX Foundry. Говоря о массивной обработке данных в реальном времени необходимо представить платформу PUZZLE компании IEI, образец которой был показан на выставке. Платформа позволяет в реальном режиме программно конфигурировать сети с развитыми функциями виртуализации.

Компания Supermicro на AMD EPYC Embedded 3000 представила серверную платформу A+ (AS-E301-9D-8CN4 и AS-5019D-FTN4). Это решение для целого спектра сетевых применений, включая vCPE/uCPE, SD-WAN, обеспечение сетевой безопасности, приватных облачных платформ и периферийных компьютеров. Наконец, компания Congatec представила платформу Conga-B7E3A ― это «сервер на модуле». Мощное вычислительное решение в формате встраиваемой платформы.

Уж извините за столь кричащий заголовок, но ARM давно мечтает сказать нечто подобное в отношении серверных платформ Intel. Пока получается не очень. Как говорят в самой ARM, не вышло с первого раза, попробуем во второй. Не получится во второй раз, на третий точно всё будет как надо. А сейчас и повод-то отличный! Разработчики оригинальных ядер ARM из одноимённой компании ударили сразу с двух направлений: по масштабируемым сетевым платформам (Neoverse E1) и по масштабируемым серверным (Neoverse N1). Очевидно, что пока «мата» в этой партии явно не будет. Intel крепко держится за серверные платформы и одновременно тянет руки к периферийным как в виде распределённых вычислительных ресурсов в составе базовых станций, так и в виде обычных периферийных ЦОД. Тем не менее, шансы объявить Intel «шах» у ARM определённо есть.

Рассчитанную на несколько лет вперёд стратегию Neoverse компания ARM представила в середине октября прошлого года. Она предполагает три крупных этапа, в ходе которых будут выходить доступные для широкого лицензирования 64-битные ядра ARM Ares (7 нм), Zeus (7 и 5 нм) и Poseidon (5 нм). Планируется, что каждый год производительность решений будет возрастать на 30 %. Сама компания ARM, напомним, не выпускает процессоры и SoC, а лишь продаёт лицензии на ядра и архитектуру, которые клиенты компании обустраивают нужными им контроллерами и интерфейсами. У ARM настолько многочисленная армия клиентов, что она ожидает буквально цунами из сотен и тысяч миллиардов ядер в год уже в недалёком будущем. Когда-нибудь в этот водоворот ядер будут вовлечены и серверные платформы, а затем количество перейдёт в качество.

Разработка и анонс ядер Neoverse N1 ― это явление народу 7-нм ядер Ares. Процессоры могут нести от 4 до 128 ядер, объединённых согласованной ячеистой сетью. Платформа N1 может служить периферийным компьютером с 8-ядерным процессором с потреблением менее 20 Вт, а может стать сервером в ЦОД на 128-ядерных процессорах с потреблением до 200 Вт. Степень масштабируемости должна впечатлять. Кроме этого, как сообщают в ARM, производительность ядер N1 на облачных нагрузках в 2,5 раза выше, чем у 16-нм ядер предыдущего поколения Cosmos (Cortex-A72, A75 и A53). Кстати, прошлой осенью на платформе Cosmos компания Amazon представила фирменный процессор Graviton.

Производительность N1 при обработке целочисленных значений оказывается на 60 % больше, чем на ядрах Cortex-A72 Cosmos. При этом энергоэффективность ядер N1 также на 30 % выше, чем у ядер Cortex-A72. Как поясняют разработчики, платформа Neoverse N1 построена на «таких инфраструктурных расширениях, как виртуализация серверного класса, современная поддержка сервисов удалённого доступа, управление питанием и производительностью и профилями системного уровня».

Когерентная ячеистая сеть (Coherent Mesh Network, CMN), о которой выше уже говорилось, разработана с учётом высокого соответствия вычислительным возможностям ядер. По словам ARM, сеть обменивается с ядрами такой служебной информацией, которая позволяет устанавливать объём загрузки в память данных для упреждающей выборки, распределяет кеш между ядрами и определяет, как он может быть использован, а также делает много других вещей, которые способствуют оптимизации вычислений.

Интересно отметить, что в составе процессоров на платформе Neoverse N1 может быть существенно больше 128 ядер, но с оптимальной работой возникнут проблемы. Точнее, вычислительная производительность упрётся в пропускную способность памяти. Так, ARM рекомендует для CPU с числом ядер от 64 до 96 использовать 8-канальный контроллер DDR4, а для 96–128 ядерных версий ― контроллер памяти DDR5.

Платформа Neoverse E1 ― это решение для сетевых шлюзов, коммутаторов и сетевых узлов, которое, например, облегчит переход от сетей 4G к сетям 5G с их возросшей требовательностью к каналам передачи данных. Так, Neoverse E1 обещает рост пропускной способности в 2,7 раза, увеличение эффективности при передаче данных в 2,4 раза, а также более чем 2-кратный рост вычислительной мощности по сравнению с предыдущими платформами (ядрами). С масштабируемостью ядер E1 тоже всё в порядке, они позволят создать решение как для базовых станций начального уровня с потреблением менее 35 Вт, так и маршрутизатор с пропускной способностью в сотни гигабайт в секунду.

Что же, ARM расставила на доске новые фигуры. Будет интересно узнать, кто же начнёт игру?