Kun IBM julkisti maailman ensimmäisen 2 NM -piirisarjan toukokuussa 2021, joka pystyy asentamaan jopa 50 miljardia transistoria kynnesi kokoiselle sirulle, rohkea uusi maailma näytti horisontissa.Se voi kuitenkin olla vielä muutama vuosi, ennen kuin 2 nm edut Cascade alas DataCentre Power Tiheyksien, tehokkuuksien ja kestävyyden kanssa.
Huhujen mukaan 3 nm Intel-siru ilmestyy vasta Lunar-järvellä vuonna 2024, 17. sukupolven siru asiakaslaitteille, Nova Lake, seurata toivotulla 50%: n lisäysprosessorin suorituskykyyn ja suurimman muutoksen arkkitehtuuriin lähtienYdin vuonna 2006 - suunnilleen samanaikainen palvelimen timantti -koskien kanssa vuonna 2025 tai sen jälkeen.
Hallitseva sirunvalmistus jättiläinen jatkaa korttiensa soittamista hitaasti ja lähellä rintaansa.
Intel kieltäytyi puhumasta Computerweeklylle tästä ominaisuudesta, mutta käyttöajan tutkimusjohtaja Daniel Bizo ehdottaa myös, että suorituskyvyn parannukset ovat asteittaisia kuin vallankumouksellisia.
"Todellakin, se tulee olemaan puolijohdefysiikan luonne", Bizo sanoo."Joten tämä ei ole uusi ilmiö.Se paranee hitaammin kuin sen fyysinen tiheys vuosikymmenen ajan."
Vuodesta 2022 odotetaan korkeamman tehon kirjekuoren Sapphire Rapids-monen laatan sirusuunnittelu 10 nm xeon-siruja, jotka sisältävät integroidun, dynaamisen, korkean kaistanleveyden muistin parannetulle kapasiteetille ja tietojen tallentamiselle lähemmäksi prosessoria, mikä on hyödyllistä tietyille työkuormille, kuten sellaisilleBizo sanoo, että ne vaativat alhaisempia viiveitä.
The Intel roadmap unofficially posted on Reddit in mid-2021 suggested a 10% CPU performance boost in 2022 with Raptor Lake followed by a “true chiplet or tile design" in Meteor Lake, more or less keeping pace with AMD and Apple.
Xeonin Sapphire Rapids on katettu tarjoamaan 56 ydintä, 112 ketjua ja lämpötehoa (TDP) jopa 350 W.Keskeisen kilpailijan AMD: n odotetaan tarjoavan jopa 96 ydintä ja 192 ketjua jopa 400 W: n TDP: llä sen EPYC -geno -prosessoreilla sekä parannettujen välimuistin, IO: n, PCIe Lanesin ja DDR5 -ominaisuuksien kanssa.
Joten voi kulua jonkin aikaa, ennen kuin piirisarjan innovaatiot yksin voivat auttaa Datacentre -paineissa.
Bizo lisää: "Kun jatkat integrointia enemmän ytimiä, on vaikea pysyä muistin kanssa.Voit lisätä muistikanavia, jotka olemme tehneet, mutta siitä tulee kallista tietyn pisteen jälkeen.Tarvitset logiikkatauluja, joissa on paljon enemmän johdotuksia, tai loppuu tappeja."
Ohjelmistopinon tarkistaminen
Prosessorien syöttöprosessorien lisääminen lisäämättä vielä enemmän muistikanavia ja moduuleja tulisi osoittautua tehokkaammaksi tapaksi palvella äärimmäistä kaistanleveyssovelluksia.Uptime kuitenkin harkitsee myös, että suorituskyvyn ja tehokkuuden lisääminen uusimpien sirujen avulla ohjelmistopinon tutkiminen ja tarkistaminen on tulossa ratkaisevaksi.
“Towards the mid-2020s, upcoming chips are not really going to offer that much excitement if people are not willing really to shake up the application stack and the way they run the infrastructure," says Bizo.
"Voit saada tehokkuutta, jos muutat käytäntöjäsi esimerkiksi työmäärän yhdistämisen ja ohjelmistojen virtualisoinnin ympärillä - samassa palvelimessa on monia muita virtuaalikoneita tai ehkä harkitse ohjelmistosäiliöitä."
Se voi olla lopputulos, Bizo sanoo, että vuodesta 2017 syntyvien skaalautuvien palvelinstujen Skylake General Genery kului vähemmän virtaa joutokäynnillä kuin viimeisimmät sirut tekevät tänään.
Tech Consultancy Altman Solonin kumppani Anthony Milovantsev sanoo, että todellisuus on, että olemme tiukasti piidisubstraatin, CMOS -transistorien ja von Neumann -arkkitehtuurin tavanomaisessa paradigmassa lähitulevaisuudelle.
Hän lisää, että vaikka kvanttilaskenta tuottaa toimintaa, käyttötapaukset ovat pieni alajoukko vaadittavasta - vaikka datakeskukset kvanttikoneen taloon näyttävät lopulta hyvin erilaisilta, ehkä esimerkiksi kryogeenisen jäähdytyksen kanssa, esimerkiksi kryogeenisen jäähdytyksen kanssa,.
“If they do need quantum capacity at all, normal enterprises will almost surely consume it as a service, rather than own their own," says Milovantsev.
"Pääaikaisemmalla aikavälillä yhdistetyillä puolijohteilla on mielenkiintoisia ominaisuuksia, jotka mahdollistavat korkeamman kellonopeuden operaatiot, mutta ne ovat olleet jonkin aikaa, ja siinä on merkittäviä haittoja verrattuna piisidioksidiin.Joten tämä on edelleen kapealla."
Lisäparannukset
Joten Milovantsev on yhtä mieltä Bizon kanssa siitä, että Chip-innovaatio luottaa todennäköisesti jatkamaan lisääntyviä parannuksia transistoriprosessisolmuissa, kuten 3Nm, samoin kuin innovaatiot, kuten portti-kaikki-nauhat tai innovatiivisten die-pakkausten käyttö, kuten 2.5D pii -interposereilla tai todellinen 3D -suulakkeella.
Hän huomauttaa kuitenkin ARM/RISC: lle DataCentre -sirun kehitykselle parannetun hinnan suorituskyvyn tai niche HPC -työkuormien saavuttamiseksi.Esimerkkejä ovat hyperscalerit, kuten Amazon Web Services (AWS), jotka siirtyvät ARM/RISC: hen Gravitonin tai NVIDIA: n ilmoitetun Grace CPU: n kanssa korkean suorituskyvyn tietojenkäsittelyä varten (HPC).
“The net result of all this, though, is only marginal like-for-like power reduction at the chip level," says Milovantsev."Itse asiassa päätulos on melko korkeampi tehotiheys, kun puristat enemmän transistoreita pienimuotoisiksi tekijöiksi palvelemaan jatkuvasti kasvavaa laskentavoiman tarvetta.Tehotiheys - ja siten datakeskuksen jäähdytys - ongelma tulee vain tärkeämmäksi ajan myötä."
Kerran, ellet ole hyperscaler- tai datacentre-hosting-infrastruktuuri-palveluna (IaaS) -yritykset tai kryptoming, et todennäköisesti tarvinnut suuritehoisia tiheyksiä tai vankkaa jäähdytystä sen tukemiseksi sen tukemiseksi sen tukemiseksi, jotta voit tukea sitä tukemaan sitä tukemaan sitä tukemaan sitä tukemaan sitä tukemaan sitä tukemaan sitä tukemaan.Asiat muuttuvat tietysti, kun yritykset hyödyntävät laajemmin analytiikkaa, suurta tietoa ja koneoppimista.
“High-end datacentre CPUs from Intel and AMD have historically had TDPs in the 100-200W range," says Milovantsev."Nykyinen huippuluokan AMD EPYC- tai Intel Ice Lake on jo yli 250 W, ja Intel Sapphire Rapids loppuvuodesta 2022 on 350 W."
Read more about evolving datacentre chipset designs
Hän neuvoo nimenomaisesti linkittämään oikeat sovellukset oikeaan laitteistoon oikean jäähdytys- ja sähköjärjestelmän kanssa oikean tyyppisissä salissa tai laitoksissa, vaikka liiketoimintayksiköt pyytävät yhä enemmän ja ostavat sirut, joilla on korkeammat TDP -kirjekuoret.
DataCentryjen tulisi suunnitella valikko tarkistetuista jäähdytysvaihtoehdoista, joiden kanssa työskentelet, ja kuinka reitittää korkeamman ampeerin voimia nykyaikaisten busarja käyttämällä oikean palvelimen valvontatyökalujen käytön lisäksi, Milovantsev sanoo.
Nigel Gore, maailmanlaajuinen korkeatiheys ja nestemäinen jäähdytysjohto Vertivissä, huomauttaa, että historiallisesti datakeskukset on suunniteltu tukemaan telineen tehotiheyttä 3-5 kW, mutta nykypäivän korkean suorituskyvyn järjestelmät tukevat 10-20 kertaa tehotiheystiheys.
“The chip vendors are always talking about what is the performance per watt consumed, with every single advancement and roadmap looking for an incremental performance gain over their previous generation," says Gore."Joten kun tarkastellaan näiden piirisarjojen jäähdyttämistä, tarvitset ilmavirran ja jäähdytyselementin, jotta pystyt hajottamaan kyseisen määrän lämpöä ja sinun on tarkkailtava kosteutta."
Usein se kulkee lähempänä toimintaparametrien yläpäätä, minkä vuoksi nestemäiset jäähdytysratkaisut ovat saaneet enemmän pitoa, etenkin korkeammalla päähän, ja Intel on nyt myös nestemäisen jäähdytyksen olevan tärkeä uudemmille piirisarjalle,.
Kuten olemme nähneet, nuo lisävoitot useita vuosia eteenpäin näyttävät melko vaatimattomilta.
Mutta Gore ehdottaa myös, että seuraamaan uutisia GPU: n kaltaisesta kiihdytinmoduulista, jota Open Compute -projektin jäsenet ovat kehittäneet.
“It will have a number of combinations depending on how they package the performance system," he says."Mutta se sisältää ASICS: n ja nopeat yhteydet muistiin ja se on todella suunniteltu korkean tiheyden ja suorituskyvyn ympärille automaation ja koneoppimisen tukemiseksi.
"Voit laittaa kahdeksan näistä laitteista yhteen palvelimeen.Kerro ne TDP -mittauksella - se on kahdeksan kertaa 700 W.Yhdessä palvelimessa sinulla on 5.6 kW lämpötiheyttä."
Edistyneiden sovellusten
DataCentres ei ehkä vielä tue koneoppimista, tekoälyä ja näitä huippuluokan, rikkaita HPC-sovelluksia ja käyttävät pienempiä tehotiheyksiä.Vaikka heillä ei ole välitöntä tarvetta ottaa käyttöön viimeisimpiä piirisarjoja, useammat organisaatiot pyrkivät pian tuottamaan edistyneitä sovelluksia - ja sitten heillä on tämä suorituskykytarve, sanoo Gore, Gore sanoo.
“In mid-2020, we were seeing high-density racks 30-35kW," he adds."Hyvin nopeasti, kuuden kuukauden kuluttua, se meni 45 kW: lle, ja tänä vuonna aloimme nähdä suunnittelukonsultteja puhuvan 60 kW: n tukemisesta tiheydestä."
Cisco EMEA: n ja Venäjän (EMAR) pilvi -infrastruktuurin ja ohjelmistojen tekniset ratkaisuarkkitehti Fausto Vaninetti toteaa, että odottaessamme uusia piirisarjan malleja, keskittyminen itsenäisiin tai modulaarisiin palvelimiin, joilla on tarpeeksi emolevyn jalanjälkeä ilmavirtaan ja lämpenemiselemenkkien sijoittamiseen - kiinnittämällä huomiota.faneille ja virtalähteen tehokkuudelle - voi olla hyödyllistä.
Loppujen lopuksi CPU -tekniikka kehittyy, mutta samoin kuin sähkövaatimukset.
Kiihdytys- ja erityislaitteet ovat myös yhä yleisempiä ja ne vaativat erityistä huomiota.Esimerkiksi GPU-korteilla tai pysyvien muistin moduuleilla on suuri virrankulutus ja jäähdytystarpeet, Vaninetti sanoo.
“Intel Xeon Platinum 8380 scalable processors have TDP of 270W, the AMD EPYC 7763 a TDP of 280W, with next-gen CPUs expected to push the envelope to 350W," he adds."Korkeamman suorituskyvyn prosessorien tuki on kriittistä, jotta tasapainoinen kokoonpano on kuuden tai kahdeksan GPU: ta tai pysyvän muistin uima-altaat palvelimeen."
AMD’s “very high" PCIe lane count is most useful in rack servers that can attach resources, such as many NVMe drives or PCIe cards and in evolving form factors like Cisco UCS X-Series, says Vaninetti.Intelillä on jonkin verran suorittimia, jotka kykenevät suuriin kellonopeuksiin, jotka sopivat tiettyihin työmääriin, hän lisää.
Cisco's UCS X-Series was focused on airflow and power efficiency and can still support top-end configs without “an unusable amount of power input" being required, says Vaninetti.Seuraavan vuosikymmenen aikana nestemäinen jäähdytys on kuitenkin yksi tekniikka, josta tulee välttämätöntä korkeamman tehon tiheyden tukemiseksi - riippuen yksittäisistä datakeskuksista, hän huomauttaa.
“Chassis-level or perhaps rack-level options may allow the customer to maintain their existing datacentre-level air cooling," he adds."Toinen merkittävä näkökohta palvelintiloille ja siihen liittyville laitteille on tapa hallita ja käyttää sitä."
