В этом материале мы расскажем о чипах, представленных мировыми производителями и выполненных по обновленным техпроцессам.
14-нм техпроцесс
Чипы на базе 14-нанометрового техпроцесса разработали в Intel. Они поступили в продажу в апреле этого года. В их основе лежит архитектура Cascade Lake, которая представляет собой обновленную версию Xeon Scalable.
Главная особенность новых устройств — встроенная защита от атак Meltdown, Spectre и Foreshadow. Также они получили ускорители для решения задач в облаке, работы с сетями нового поколения и системами машинного обучения. В Cascade Lake есть набор команд AVX-512 для выполнения операций с целыми числами и векторами в нейросетях. По оценкам инженеров ИТ-гиганта, новые инструкции увеличивают скорость обучения сетей в два-три раза.
На базе Cascade Lake построены два процессора: SP (Standard Performance) и AP (Advanced Performance). Чипы первой серии имеют 28 ядер с частотой 2,6 ГГц (разгон до 3,8 ГГц) и шесть каналов памяти DDR4.
Во втором случае процессор получил 56 ядер с той же частотой и двенадцать каналов памяти. Также чип имеет 77 МБ кэш-памяти третьего уровня, сорок линий PCIe 3.0 и мощность 400 Вт на сокет.
Чипы Cascade Lake поддерживают модули оперативной памяти Optane DC с технологией 3D Xpoint. Они ускоряют обмен данными между CPU и основной памятью, что позволяет сократить время перезагрузки вычислительных систем с нескольких минут до нескольких секунд.
Ожидается, что новый чип будут активно использовать IaaS-провайдеры, так как он даст им возможность оперировать большим количеством виртуальных машин в облачной среде.
7-нм техпроцесс
Над 7-нанометровыми чипами работают в IBM — они строятся на архитектуре POWER10. Изначально микросхемы должны были изготовить в GlobalFoundries по 10-нм техпроцессу, но потом выбор был сделан в пользу TSMC и 7-нм технологии.
Новый процессор оснастили 48 ядрами, поддержкой протокола связи OpenCAPI 4.0 и шины NVLink 3.0. Первая технология обеспечивает обратную совместимость с чипами предыдущих поколений, а вторая — ускоряет передачу данных между памятью и CPU на 20 Гбит/с. Притом что в POWER9 пропускная способность памяти составляла 230 Гбит/с.
В продажу чип IBM поступит в 2020 году. Через три года после этого ИТ-гигант планирует выпустить следующее поколение процессоров — POWER11, которое также будет изготавливаться по 7-нм техпроцессу.
Другое 7-нанометровое устройство анонсировали AMD в конце 2018 года — речь идет о новых 64-ядерных серверных чипах Epyc. Они построены на архитектуре Zen 2 — на выполнение одной операции она требует на 50% меньше мощности, чем первое поколение. Эта особенность придется кстати в дата-центрах, для которых важны параметры энергоэффективности оборудования.
По сравнению с предшественниками, новый чип имеет не только меньшее энергопотребление, но и более высокую производительность. Разработчики вынесли интерфейс ввода/вывода и контроллер памяти на отдельный кристалл, изготовленный по 14-нм техпроцессу. Уже к нему подключили модули памяти DDR4 и так называемые чиплеты — кластеры ядер CPU. В каждом блоке представлено восемь ядер — в сумме это 64.
Базовая частота ядер составляет 1,4 ГГц с возможностью ускорения до 2,2 ГГц. Также чип получил 256 МБ L3-кэша и поддержку 128 линий PCI Express 4.0 вместо версии 3.0. В результате пропускная способность выросла в два раза, по сравнению с предыдущими поколениями процессора.
На рынке чипы Epyc появятся уже скоро — в третьем квартале 2019 года.
Еще один новый CPU для дата-центров под названием Kunpeng 920 разработали в Huawei. Он основан на архитектуре Armv8. Компания внесла в нее свои изменения: оптимизировала алгоритмы прогнозирования ветвлений, внедрила механизмы внеочередного выполнения команд и увеличила количество исполнительных блоков процессора.
Чип оснащен 64 ядрами с тактовой частотой в 2,6 ГГц и восемью каналами памяти DDR4. Для связи с другими серверными компонентами процессор использует шину PCIe 4.0 и интерфейс CCIX. Последний представляет собой открытую платформу, которая обеспечивает когерентность кэша между CPU, GPU и памятью. Пропускная способность памяти при этом составляет 640 Гбит/с.
Как говорят разработчики, по производительности Kunpeng 920 превосходит аналогичные CPU конкурентов на 20%, а по скорости обмена данными с памятью — на 46%.
Перспективы
Ведущие производители процессоров выводят на рынок все более мощные устройства с регулярно увеличивающимся числом ядер. Они оснащают чипы поддержкой свежих протоколов передачи данных и стараются сделать продукты многозадачными.
При этом на рынок серверного оборудования выходят новые крупные игроки, например Huawei, которые предлагают операторам ЦОД конкурентные продукты. За счет этого у владельцев дата-центров появляется больше вариантов при выборе аппаратных решений, подходящих под конкретный тип нагрузок и конкретные задачи.
