AMD та Intel напередодні нового витка конкуренції

Компанія AMD 10 листопада  презентує четверте за останню п'ятирічку покоління процесорів EPYC – Genoa. Оглянемося на перегони минулого.

Справжня конкуренція на серверному ринку виникла влітку 2017 року. Після відносно скромної першої спроби з Opteron'ами в «нульовi» AMD викотила нову зброю – архітектуру Zen з її втіленням, процесорами EPYC. 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.

Intel відповіла процесорами Xeon Scalable, подаючи їх як "найбільший прогрес центрів обробки даних за десятиліття" і піддала критиці мультичіповий дизайн AMD. 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, це кінець монолітам.

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). 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.

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. 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.

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 третього покоління AMD EPYC Milan, як і раніше, залишилася вищою (64 проти 40 у Intel Xeon), ліній PCIe більше. 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"?

Що відомо про майбутні прем'єри?

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.

Вихід нових Xeon 4-го покоління Sapphire Rapids знову затримується - 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.

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. 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.

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

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI