Какво следва за сървърните чипове?

На тази седмица Hot Chips конференцията най-интересните съобщения бяха за процесори от висок клас. Те са предназначени за големи базирани на Unix системи, но показват колко енергия могат да осигурят днешните чипове от висок клас. Те не са от системите, които повечето от нас работят в нашите корпоративни сървърни стелажи или които виждате в центрове за данни с големи мащаби, а по-скоро са тези, които изпълняват критични за мисията приложения в големи предприятия или може би във високи, ситуации за изчисляване на ефективността.

Всяка година Hot Chips е мястото, където такива чипове получават подробно запознаване. Миналата година видяхме IBM Power 7+ и zNext, SPARC64 X на Fujitsu и SPARC T5 на Oracle, а тази година научихме повече подробности за z-серията, SPARC M6 на Oracle, както и наследници в серията IBM Power и Fujitsu SPARC X,

Най-увлекателният от тях беше Power8 на IBM, който ще има 12 ядра, всяко от които може да работи до осем нишки, с 512KB кеш на ниво 2 SRAM на ядро ​​(6MB общо L2) и 96MB споделена вградена DRAM като кеш на ниво 3. Отчасти това, което прави системата толкова необичайна, е нов чип за буферна памет, наречен Centaur, който съдържа 16MB вградена DRAM в кеш памет L4 и контролер на паметта. Всеки Power8 чип може да се свърже с осем от тях (за общо 96MB вградена DRAM L4 off-chip). Обърнете внимание, че всеки Centaur има и четири високоскоростни DDR порта за общ капацитет на паметта 1TB на сокета.

Power8 ще бъде голям чип с 650mm ² чип, произведен по 22nm процес на SOI на IBM. (Това само по себе си е забележително, тъй като IBM може да е единствената компания, комерсиализираща този процес.) В сравнение с предишното поколение Power 7+, произведено на 32nm SOI процес, Power8 би трябвало да има повече от два пъти честотната лента на паметта при 230GBps. IBM казва, че всяко ядро ​​трябва да има 1, 6 пъти по-висока производителност на Power7 при еднопоточни приложения и два пъти по-голяма от SMT (симетрична многонишкова) изпълнение.

IBM премина от патентован интерфейс за поддръжка на PCIe Gen 3 със собствен процесор интерфейс за кохерентна връзка (CAPI), което позволява на ускорителите като FPGA (напълно програмируеми масиви на портата, използвани за ускоряване на специфични приложения) да имат пълна хардуерна кохерентност на кеша. И той заяви, че ще лицензира ядрата като част от наскоро обявения си консорциум Open Power.

Компанията заяви, че традиционните й клиенти за Power Systems са банки, финансови клиенти и големи търговци на дребно, но са говорили за работа за разширяване на използването, за да включват големи данни и анализи. IBM все още не е обявила наличност на продукти, но в разговора каза, че има "лаборатория, пълна със системи."

IBM също даде повече подробности за своята подсистема zEC12 процесор, която беше прегледана миналата година като "zNext." Системната архитектура, която е предназначена за използване в мейнфреймите z-series, включва до шест централни процесора (CP) чипове, свързани към системния контролер (SC), всички комбинирани на мулти-чип модул за създаване на един възел за система. (Всяка система може да има множество възли.) Всяка CP има шест ядра 5.5GHz, всяко със собствен L1 и L2 кеш и 48MB споделен кеш eDRAM L3 за общо 2.75 милиарда транзистори на матрица, която измерва 598 mm ², произведена на 32nm SOI. SC има 192Mb споделен L4 eDRAM плюс интерфейсите за шестте CP и използва 3.3 милиарда транзистори на матрица, която измерва 526 mm ², също произведени на 32 nm SOI.

Компанията заяви, че този чип е оптимизиран за силно виртуализирани среди, големи натоварвания с единично изображение и високо споделяне на данни между процесори. IBM отбеляза, че мейнфреймите остават сърцето на повечето банкомати, кредитни карти и големи системи за хранителни магазини.

За системите на Unix Power обикновено се изправя срещу Itanium на Intel, който не беше представен на тазгодишното изложение, и срещу SPARC-базирани дизайни от Oracle (базирани на придобиването на Sun) и Fujitsu.

Oracle визуализира своя SPARC M6, който използва същата S3 сърцевина като предишната M5, която беше шестоядна / 48 нишка дизайн с до 32 гнезда, но трябва да се мащабира до по-големи дизайни. M6 ще има 12 ядра / 96 нишки с 48MB L3 кеш и е проектиран да мащабира до 96 гнезда, използвайки чип, наречен Bixby, който действа като мост чип, за да позволи по-добре кохерентност на паметта между множество гнезда. (За мащабиране без лепило може да мащабира до осем гнезда без специален кораб.) Например, настояща система M5-32 включва 32 M5 SPARC процесори и 12 Bixby чипа. M6, който има 4.27 милиарда транзистори, също ще се произвежда по сравнително стандартен 28 nm CMOS процес.

Oracle заяви, че M6 е настроен за софтуера на Oracle, включително основния му софтуер и стек от бази данни, както и за бази данни и приложения в паметта.

Fujitsu показа своя SPARC64X +, своя наследник на SPARC64 X. Отново това също не изглежда огромна промяна; подобно на своя предшественик, той има 16 ядра с две нишки всяка и 24MB споделен кеш на ниво 2 и има около три милиарда транзистори на матрица с размери около 600 mm ². Но той предлага по-висока производителност, до 3.5GHz и много по-висока пикова производителност, като Fujitsu претендира за 448 гигафлопа и 102GBps пропускане на паметта. Той мащабира до 64 гнезда, като използва градивни елементи от четири процесора и два чипа с напречна греда (която тя нарича XB). Всеки гнездо може да поддържа до 1 ТБ DRAM. Една голяма промяна е, че взаимовръзките между чиповете вече са много по-бързи.

Fujitsu също призова това, което описва като "софтуер на чип" двигатели, предназначени да ускорят специфични приложения, включително криптиране, библиотеки с десетични числа и обработка на база данни.

Както Fujitsu, така и Sun говориха за дългогодишния опит в проектирането на SPARC чипове и обещаха допълнителни бъдещи подобрения.

Всички тези процесори са насочени към сравнително малки филийки на пазара на сървъри. Но помислете за основната технология: поддръжка за 64 или 96 гнезда, с терабайт памет на сокет, с неща като вградена DRAM, по-бързи връзки и по-добра кохерентност. Всичко това е доста невероятно и невероятно мощно.