Романтика та будні останньої серверної п'ятирічки

27.09.2022 | Сервери

 

Влітку 2017 року на серверному ринку виникла справжня конкуренція. Після відносно скромної першої спроби з Opteron'ами в «нульовi» AMD викотила нову зброю – архітектуру Zen з її втіленням, процесорами EPYC. Intel відповіла процесорами Xeon Scalable, подаючи їх як "найбільший прогрес центрів обробки даних за десятиліття".

Архітектурна суперечка

Архітектура Zen спочатку розроблялася AMD для багатоядерних серверних процесорів. Пізніше вона потрапить до настільних лінійок Ryzen, Ryzen Threadripper і Threadripper Pro. На відміну від монолітного дизайну процесорів Intel, AMD обрала шлях MCM (multi-chip module) - її EPYC'і складаються з чіплетів (chiplets). Хоча це збільшує площу CPU, додає транзистори та інтерконнект, витрати компенсуються тим, що виробнику дешевше виготовити кілька невеликих кристалів, ніж один величезний.

Мультичіповий дизайн спочатку отримав хвилі критики від Intel. За останні п'ять років вийшло по три покоління процесорів AMD EPYC (MCM) та Intel Xeon SP (всі моноліти). Очікувані прем'єри четвертих – AMD EPYC Genoa та Intel Xeon SP Sapphire Rapids – будуть MCM. Intel називає конструкцію своїх процесорів плитковою (tiles). Як не називай, зважаючи на особливості, це кінець монолітам.

Як це було. Naples проти Skylake

У перших процесорів AMD EPYC Naples було до 32 фізичних обчислювальних ядер x86, 8 каналів пам'яті та підтримка 128 ліній PCIe 3.0 – вище за показники Intel Xeon SP першого покоління (Skylake). При розробці внутрішнього інтерконнект Infinity Fabric була врахована можливість взаємодії з високопродуктивними графічними підсистемами.

 

Intel Xeon SP 1 st Gen (Skylake)

AMD EPYC Naples

Техпроцес

14 нм

14 нм

Сокет

LGA 3647

LGA 4094

Обчислювальних ядер

До 28

До 32

Каналів пам'яті

6 x DDR4-2666

8 x DDR4-2666

Ліній PCIe

48 Gen 3

128 Gen 3

AMD пішла від проектування 4- та 8-процесорних систем. Багатоядерність дозволила обмежитись двопроцесорними системами, що справляються з більшістю навантажень дата-центрів. Можна сказати, тоді відкрилася перспектива односокетного майбутнього серверів . Його відлік розпочався з процесорів, помічених суфіксом P. Одного такого процесора з його 128 лініями PCIe достатньо для вузлів горизонтально-масштабованої інфраструктури, графічних (multi-GPU) обчислювачів у системах штучного інтелекту, візуалізації доповненої реальності або зберігання даних на десятках NVMe SSD. 48 ліній одного Intel Xeon для такого мало.

Rome проти Cascade Lake

Друге покоління процесорів AMD EPYC Rome отримало архітектуру Zen 2 та техпроцес 7 нм. Кількість ядер на процесор зросла до 64, з'явилася підтримка PCIe 4.0

 

Intel Xeon SP 2nd Gen (Cascade Lake)

AMD EPYC Rome

Техпроцес

14 нм

7 нм

Сокет

LGA 3647

LGA 4094

Обчислювальних ядер

До 56

До 64

Каналів пам'яті

6 x DDR4-2933

8 x DDR4-3200

Ліній PCIe

48 Gen 3

128 Gen 4

На додаток до SMP-серверів Intel спробувала увійти в "односокетний" бізнес, випустивши процесори Xeon Gold 62xxU на 20 і 24 ядер - поки AMD продавала 64-ядерні EPYC 7702P. Ринок не відреагував.

Milan проти Ice Lake

Третє покоління процесорів Intel Xeon SP Ice Lake підтягнуло технологічне відставання від AMD EPYC. З'явилася підтримка 64 ліній PCIe Gen 4 із процесора та восьми каналів пам'яті DDR4-3200. Змінився техпроцес, з'явився новий сокет. Стеля по ядрах AMD EPYC, як і раніше, залишилася вищою (64 проти 40 у Intel Xeon), ліній PCIe більше.

 

Intel Xeon SP 3rd Gen (Ice Lake)

AMD EPYC Milan

Техпроцес

10 нм

7 нм

Сокет

LGA 4189

LGA 4094

Обчислювальних ядер

До 40

До 64

Каналів пам'яті

8 x DDR4-3200

8 x DDR4-3200

Ліній PCIe

64 Gen 4

128 Gen 4

P-серія процесорів AMD EPYC під один сокет продовжує залишатися потужним драйвером розвитку гіперконвергенції, GPU-обчислювачів та NVMe-сховищ. Група підтримки односокетних серверів на AMD EPYC за три покоління процесорів сформувалася, зміцніла та включає провідних виробників. U-серія Xeon Gold формально у лінійці Intel є, але платформ під них на ринку практично немає. Їх можна ставити у двосокетні системи, але кому цікаві сервери "з обмеженими можливостями"?

Приклад порівняння актуальних процесорів стосовно односокетних рішень, не на користь Intel:

Джерело ServeTheHome

Що відомо про майбутні прем'єри?

Genoa проти Sapphire Rapids

Процесори AMD EPYC Genoa будуть випускатися за техпроцесом 5 нм. У них буде до 96 ядер, упакованих в один чіп на архітектурі Zen 4, що дасть 192 ядра у двопроцесорній платформі. З'явиться підтримка 12 каналів пам'яті DDR5-5200 і двох DIMM модулів на канал, що дозволить набрати до 3 ТБ системної пам'яті модулями по 128 ГБ. Швидкісній периферії дістанеться 128 ліній PCIe Gen 5 з одного процесора або 160 у двопроцесорному сервері. Genoa називають «шалено швидким чіпом». Підготовка до офіційного старту продажів у середині листопада триває за планом.

Вихід нових Xeon, що масштабуються серверних процесорів 4-го покоління Sapphire Rapids знову затримуються - техпроцес 7 нм і перехід на плиткову конструкцію з чотирма кристалами дається Intel нелегко. Загальна кількість ядер досягне 60 - значний крок уперед у порівнянні з Ice Lake-SP, але все ще сильно позаду Genoa. У процесорів Intel менше ліній PCIe та резервів кеш-пам'яті. Передбачувана дата показу кілька разів переносилася, кількість пробних степінгів побила рекорди, а вікно запуску планується на середину першого кварталу 2023 року .

Що далі

Ринкові аналітики дивляться ринку серверів як боротьбу трьох ідеологій:

Arm побільше ядер

Intel прискорення під специфічними навантаженнями

AMD продуктивність та універсальність

Ідея Arm у тому, щоб, не маючи найкращих ядер, завоювати ринок малопотужними процесорами із прискорювачами. Між Arm і x86 все ще існує розрив, який набагато більше, ніж між Intel і AMD. Але у Arm і споживач специфічний – постачальники хмарних послуг. Arm не варто безпосередньо порівнювати з x86 - нині більша частина корпоративного програмного забезпечення у світі призначена лише для архітектури x86, з ліцензуванням за кількістю ядер. Для цих ринків досягнення максимально можливої ​​продуктивності на ядро ​​є метою, оскільки вартість ліцензій на програмне забезпечення є дуже високою в порівнянні з обладнанням.

Intel не наздожене AMD по ядрам найближчим часом. Враховуючи увагу до технологій прискорення (QuickAssist і Crypto Acceleration як приклади), Intel швидше за все бореться за високу продуктивність на ядро ​​для деяких класів робочих навантажень.

Джерело

AMD зміцнює лідерство у гонці за ядрами та каналами пам'яті. Додаються прискорення AI, AVX-512, а велика кеш-пам'ять L3 допоможе маскувати компроміси чіплетної архітектури. Продуктивність у широкому колі додатків поки що видається вирішальною перевагою.

Джерело

Швидкість змін сьогодні така, що через кілька років ринок може розпастись на сегменти з високим ступенем спеціалізації - і ми отримаємо зовсім інший розклад учасників.