CPU ARM de 80 núcleos para llevar menos energía y mayor densidad a un rack cerca de usted

Imagen promocional del producto informático Ampere.

Ampere, fabricante de la CPU ARM, anunció el martes una CPU de 80 núcleos llamada Altra. Si el recuento de núcleos aún no le ha dado una pista, Altra está orientado a la informática del centro de datos, en lugar de las necesidades del hogar o incluso de la empresa. Los 80 núcleos de Altra no ofrecen hyperthreading, por lo que 80 núcleos aquí significan 80 hilos también.

Antes de entrar en muchos detalles sobre Altra, que actualmente se está probando, pero aún no está disponible y no tiene puntos de referencia de terceros, es instructivo mirar un poco hacia atrás a su hermano menor, el eMAG 8180 de 32 núcleos.

Antes de Altra, existía (y existe) eMAG

Altra no es la primera entrada de Ampere en la informática ARM del centro de datos. Su último procesador, el eMAG 8180, es una pieza de 32 núcleos que funciona con un turbo de hasta 3,3 GHz. El eMAG 8180 está disponible en el paquete c2.large.arm de packet.net, en forma de sistemas ThinkSystem HR330A 1u de Lenovo .

Kinvolk, una empresa de desarrollo de Linux con sede en Berlín, evaluó ampliamente un sistema eMAG 8180 de un solo socket, comparándolo con un AMD Epyc 7401P de 24 núcleos (24c / 48t) y un socket Xeon Gold 5120 doble (28c / 56t en total).

Vale la pena echar un vistazo a los puntos de referencia de rendimiento de eMAG de Kinvolk, ya que hasta ahora no hay puntos de referencia del mundo real (y mucho menos de terceros) para Altra. En las pruebas de Kinvolk, el eMAG 8180 se destacó en cargas de trabajo de memoria de E / S artificiales pesadas, pero tuvo problemas con algunas cargas de trabajo intensivas de compilación y red. En su mayor parte, ganó el sistema Intel Xeon de dos sockets y se quedó con el sistema AMD Epyc de un solo socket.

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Los puntos de referencia que no dependen en gran medida de la E / S de memoria, como el rendimiento de Nginx medido por ApacheBench, son otro desafío para eMAG basado en ARM, donde su rendimiento puede caer a la mitad en comparación con la competencia x86_64. Pero vale la pena señalar las barras de error mucho más estrechas en la mayoría de los casos; fiel a las afirmaciones de Ampere, la arquitectura no SMT de eMAG es más consistente que la de AMD e Intel.

También vale la pena señalar que cuando se trata de compilaciones completas de centros de datos, para lo que son los diseños de Ampere, el rendimiento bruto por socket no lo es todo. Las cargas de trabajo en los grandes centros de datos tienden a ampliarse horizontalmente, lo que hace que la densidad sea más importante que el rendimiento bruto por socket o hilo. El eMAG 8180 es una pieza TDP de 125 W, frente a los 170 W del Epyc 7401P y el doble Xeon Gold 5120 que suman 210 W.

¿Qué podemos esperar del Altra de 80 núcleos?

Al igual que eMAG, Altra no ofrece SMT (Multi-Threading simultáneo), por lo que sus 80 núcleos significan 80 hilos. A diferencia de eMAG, Altra está diseñado para operación de socket simple o doble, por lo que podemos esperar ver sistemas Altra de 160 núcleos más adelante en 2020. Sabemos que habrá múltiples SKU, con un rango de TDP, la hoja de cálculo específica de 45W a 210W. Pero no conocemos sus datos individuales.

La letra pequeña en el juego de diapositivas Altra afirma 80 núcleos y 180W para la prueba Altra, no 210W. Esto puede implicar configuraciones de rendimiento térmico ajustables similares a las que se pueden ver en las CPU de las computadoras portátiles, pero en este punto es demasiado pronto para decirlo. La compañía afirma, presumiblemente con la construcción de dos sockets de la SKU de 80 núcleos, la densidad de rack más alta de la industria, hasta 3500 núcleos por rack.

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Es importante tener en cuenta que estos números de rendimiento son, como mucho, buenos. No solo son internos de Ampère, sino que también están «diseñados», no son reales. Además, las cifras de rendimiento de AMD e Intel se han reducido artificialmente, para explicar el hecho de que Altra está utilizando binarios compilados con GCC. Mientras tanto, los números de AMD e Intel se generaron con compiladores optimizados para CPU. Esto reduce Epyc al 83,5% de su rendimiento real y Xeon al 76%.

Esto no es exactamente superficial, es una práctica de la industria muy común, y Ampere lo reveló muy claramente en la presentación. Pero probablemente no sea lo que mucha gente esperaría. Debemos señalar que los únicos números de rendimiento proporcionados aquí son SPECrate 2017_int_base, que es un punto de referencia de rendimiento matemático de enteros extremadamente estrecho.

Seríamos mucho más escépticos con respecto a estos números si no hubiera puntos de referencia de terceros mucho más completos disponibles para la CPU ARM eMAG 8180 anterior de Ampere. Afortunadamente, las hay, y parece razonable no esperar grandes sorpresas en el rendimiento de punto flotante, y mucho menos E / S de memoria de subprocesos múltiples, dadas las evaluaciones independientes anteriores, pero similares, de chips.

Conclusiones

Parece que Altra de Ampere, que actualmente se está sometiendo a muestreo y se espera que alcance la disponibilidad minorista para fines de 2020, tendrá una tracción significativa en algunos centros de datos. La plataforma ofrece beneficios notables en términos del costo del centro de datos para operarlos, con más núcleos y típicamente más rendimiento por vatio y por rack.

Dicho esto, no esperamos que Altra, ni ninguna otra plataforma ARM, sea la favorita del centro de datos de 2020 o incluso de 2021. Hay mucha inercia de plataforma detrás de la arquitectura x86_64 que los operadores del centro de datos se resisten a superar. Epyc de AMD, en particular, está lo suficientemente cerca del mayor punto de venta de Altra, la potencia y la densidad del rack, por lo que no vemos que muchos centros de datos decidan abandonar el rendimiento de uso general, a menudo más alto, así como el nivel de comodidad. diseños aún más tradicionales.