AMD анонсировала серию своих серверных процессоров под кодовым названием Milan-X. Новинки являются развитием EPYC 7003 (Milan), представленных весной этого года, и рассчитаны в первую очередь на высокопроизводительные вычисления (HPC). Главным же отличием от «обычных» Milan станет резко увеличенный объём кеш-памяти, что позволило AMD снова назвать свои процессоры самими быстрыми в мире.

AMD EPYC Milan-X с 3D V-Cache (Здесь и ниже изобржаения AMD)

Откуда берётся цифра в 804 Мбайт? Математика простая. На каждое ядро Zen3 приходится по 32 Кбайт L1-кеша для инструкций и данных + 512 Кбайт L2-кеша. На восемь ядер в CCX-комплексе приходится 32 Мбайт общего L3-кеша. И вот к ним добавляются ещё 64 Мбайт 3D V-Cache — в максимальной конфигурации на 8 CCX получается суммарно 768 Мбайт 3D V-Cache в дополнение к иерархии нижележащих кешей. Таким образом, конкретно по этому показателю побит рекорд IBM z15, хотя данный CPU ориентирован на совсем другие задачи.

А вот среди x86-64 равных Milan-X сейчас нет. Более того, по словам AMD, реализация 3D V-Cache на текущий момент является уникальной в индустрии. Дополнительный кеш имеет непосредственно подключение к CCX по медным каналами, что позволяет значительно повысить плотность упаковки и энергоэффективность, снизить задержки и улучшить температурный режим. Правда, детальные характеристики V-Cache пока не приводятся.

Что важно, новинки будут совместимы с имеющимися SP3-платформами для Milan, что упростит тестирование и валидацию — для них будет выпущено обновление BIOS. Увы, пока данные по частотам, TDP и цене компания не приводит — выпуск Milan-X запланирован на I квартал 2022 года. Но в сносках к презентации, в частности, упоминаются не только 64-ядерные Milan-X, но и 16-ядерные. Надо полагать, что такие «бутерброды» будут дороже обычных CCX, поскольку здесь цена брака будет выше.

Также заявлена совместимость с имеющимся ПО, но и с разработчиками уже ведётся активная работа по дополнительной оптимизации их решений. Наибольшую выгоду от увеличенного кеша получат нагрузки, для которых критична скорость работы с памятью и задержки доступа. Среди таковых AMD упоминает метод конечных элементов, структурный анализ, вычислительную гидродинамику и автоматизированные системы проектирования электроники (EDA). Для последних на примере Synopsys VCS рост производительности составил 66%.

В Национальном вычислительном центре энергетических исследований США (NERSC) Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли состоялась торжественная церемония, посвящённая официальному запуску суперкомпьютера Perlmutter, также известного как NERSC-9, созданного HPE в партнёрстве с NVIDIA и AMD.

Это самый мощный в мире ИИ-суперкомпьютер, базирующийся на 6159 ускорителях NVIDIA A100 и примерно 1500 процессорах AMD EPYC Milan. Его пиковая производительность в вычислениях смешанной точности составляет 3,8 Эфлопс или почти 60 Пфлопс в FP64-вычислениях.

Perlmutter основан на платформе HPE Cray EX с прямым жидкостным охлаждением и интерконнектом Slingshot. В состав системы входят как GPU-узлы, так и узлы с процессорами. Для хранения данных используется файловая система Lustre объёмом 35 Пбайт скорость обмена данными более 5 Тбайт/с, которая развёрнута на All-Flash СХД HPE ClusterStor E1000 (тоже, к слову, на базе AMD EPYC).

Perlmutter (Phase 1). Фото: NERSC

Установка Perlmutter разбита на два этапа. На сегодняшней презентации было объявлено о завершении первого (Phase 1) этапа, который начался в ноябре прошлого года. В его рамках было установлено 1,5 тыс. вычислительных узлов, каждый из которых имеет четыре ускорителя NVIDIA A100, один процессор AMD EPYC Milan и 256 Гбайт памяти. На втором этапе (Phase 2) в конце 2021 года будут добавлены 3 тыс. CPU-узлов c двумя AMD EPYC Milan и 512 Гбайт памяти., а также ещё ещё 20 узлов доступа и четыре узла с большим объёмом памяти.

NERSC

Также на первом этапе были развёрнуты служебные узлы, включая 20 узлов доступа пользователей, на которых можно подготавливать контейнеры с приложениями для последующего запуска на суперкомпьютере и использовать Kubernetes для оркестровки. Среда разработки будет включать NVDIA HPC SDK в дополнение к наборам компиляторов CCE (Cray Compiling Environment), GCC и LLVM для поддержки различных средств параллельного программирования, таких как MPI, OpenMP, CUDA и OpenACC для C, C ++ и Fortran.

Фото: DESI

Сообщается, что для Perlmutter готовится более двух десятков заявок на вычисления в области астрофизики, прогнозирования изменений климата и в других сферах. Одной из задач для новой системы станет создание трёхмерной карты видимой Вселенной на основе данных от DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument). Ещё одно направление, для которого задействуют суперкомпьютер, посвящено материаловедению, изучению атомных взаимодействий, которые могут указать путь к созданию более эффективных батарей и биотоплива.

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.

Китайская компания Hygon начала производство x86-совместимых серверных процессоров Dhyana, построенных на микроархитектуре AMD Zen. Эти процессоры стали плодом совместной работы китайского производителя с компанией AMD, а именно лицензирования технологий последней, связанных с архитектурой x86.

Компания AMD утверждает, что она не продаёт свои окончательные проекты чипов китайским партнёрам, а лишь позволяет создавать им свои собственные процессоры на основе её разработок, которые будут адаптированы именно к китайскому рынку. Но это лишь слова, и в реальности процессоры Hygon Dhyana настолько похожи на процессоры AMD Epyc, что разработчики Linux в обновление ядра для обеспечения их поддержки добавили лишь идентификаторы поставщика и номера семейств. А коды поддержки для новых китайских процессоров были полностью заимствованы у Epyc. То есть между процессорами практически нет разницы.

Источник изображений: AMD

Новые китайские серверные процессоры появились как раз во время обостряющейся торговой войны между Китаем и США, так что собственное производство процессоров является стратегически важным для КНР. Также начать производство собственных процессоров Китай подстегнуло то, что в 2015 году администрация Обамы запретила Intel продавать Поднебесной процессоры Xeon из-за того, что они помогают в развитии её ядерной программы.

То, что AMD смогла создать франшизу, которая позволяет китайским производителям процессоров создавать и продавать x86-совместимые процессоры, на этом фоне выглядит ещё более удивительно. Как это удалось американской компании? Если вкратце, то AMD создала в Китае совместное предприятие с местными частными и государственными компаниями. В итоге получилось достаточно сложная структура, но она позволяет лицензировать AMD технологии, связанные с архитектурой x86, не нарушая какие-либо законы или соглашения, с той же Intel.

В ночь со вторника на среду AMD официально представила первые серверные процессоры с 14-нм микроархитектурой Zen, скромно именуемые EPYC. Семейство включает 8-, 16-, 24- и 32-ядерные модели «7000-й» серии для однопроцессорных и двухпроцессорных серверов (узлов). В распоряжение OEM-сборщиков поступят 12 CPU с ориентировочной стоимостью от $400 до $4000.

Конструкция AMD EPYC довольно примечательна. По крайней мере старшие 32-ядерные модели будут состоять из четырёх кристаллов (8-ядерные блоки Zeppelin), сообщающихся друг с другом посредством высокоскоростного интерфейса Infinity Fabric. Последний также отвечает за взаимодействие двух процессоров в одной системе.

Разъём SP3 (4094 контакта) также можно назвать составным, но стоит отметить, что CPU EPYC — не просто «двойной Ryzen Threadripper», а полноценное серверное решение с поддержкой больших объёмов памяти, массы разнообразных накопителей, специализированных графических адаптеров и ускорителей на базе GPU.

О преимуществах процессоров EPYC 7000 известно не первый день. Среди них — восьмиканальный доступ к памяти, поддержка 2 Тбайт RAM и наличие у каждого CPU 128 линий PCI Express 3.0.

Недавняя утечка сведений об EPYC оказалась, собственно, утечкой, а не вымыслом. AMD действительно готова предложить клиентам девять 1P/2P и три 1P процессора с 8–32 ядрами и 16–64 потоками обработки данных. Из-за обилия блоков системной логики в структуре кристалла частоты EPYC 7000 Series невысоки, а TDP — как раз наоборот. Семейство возглавил 32-ядерный процессор EPYC 7601 с частотой 2,2/3,2 ГГц, 64 Мбайт кеш-памяти третьего уровня и тепловыделением до 180 Вт. Часть CPU имеют настраиваемый TDP в 155/170 Вт — таким образом, у системных интеграторов будет выбор между режимами энергосбережения и максимальной производительности в работе серверов.

AMD не сомневается в преимуществе своих решений над процессорами Broadwell-EP конкурента (Intel). По мнению маркетологов компании, EPYC 7000 намного превосходят Xeon E5-2600 v4 во всех отношениях. В некоторых случаях одного EPYC будет достаточно, чтобы заменить тандем Xeon.

AMD надеется, что двусторонний интерфейс Infinity Fabric с пропускной способностью 38 Гбайт/с на канал и 152 Гбайт/с между CPU-разъёмами позволит кристаллам Zeppelin эффективно взаимодействовать друг с другом. В рамках одного чипа каждый Zeppelin может обмениваться данными со всеми своими собратьями, а в пределах 2P-платформы реализован своего рода покристальный CrossFire.

В Саннивейле рекомендуют серверы в составе EPYC и ускорителей Radeon Instinct на чипах Vega и Polaris. Сотрудничество с AMD в деле создания высокопроизводительных серверов подтвердили компании HPE, Dell, ASUS, Gigabyte, Inventec, Lenovo, Sugon, Supermicro, Tyan, Wistron (материнские платы, серверы в сборе); Microsoft, Red Hat, VMware (программное обеспечение); Mellanox, Samsung Electronics, Xilinx (контроллеры, адаптеры).

Прототип сервера Gigabyte на базе EPYC (ISC 2017)

Подробности о новых серверных процессорах AMD доступны на официальном сайте компании.