64-битная архитектура ARM возвращается в серверный сегмент

Когда в 2013 году закрылась компания Calxeda, известная по продвижению архитектуры ARM для датацентров, данная платформа потерпела поражение на рынке решений для серверов. Однако экосистема выдержала удар, а 64-битная архитектура ARMv8 становится всё популярнее. Оказалось, что 4 из 5 основных компаний, выпускающих чипы для корпоративных сетей и серверов, работают с решениями на основе платформы ARM. Добавляет оптимизма участие таких ключевых игроков как Cavium и AMD.

Процессор ARM Opteron A1100 представлен восемью 64-битными ядрами со встроенным L3-кэшем, а также ядром A5, представляющим собой своеобразную «СнК в СнК» и отвечающим за работу со стандартной периферией. Связь между устройствами и картами ложится на 8-канальный интерфейс PCI-Express и 2 порта 10GBase-KR Ethernet. Упор на память и периферию отличает этот процессор от массивных многоядерных сетевых компонентов.

К концу года ожидается выпуск семейства процессоров с 64-битными ядрами ARM A50, количество которых может составлять от 24 до 48. Решения будут выполнены по 28-нм техпроцессу. Как отмечает Cavium, семейство ThunderX CN88XX представляет первые СнК на базе ARM, количество ядер которых масштабируется до 48, частота ядра достигает 2.5 ГГц. Кроме того, в данных чипах предусмотрены: кэш I-Cache ёмкостью 78 кбит, D-Cache – 32 кбит и L2 – 16 МБ. Также данные СнК представляют когерентный кэш и поддержку работы модулей памяти в двухканальном режиме благодаря межкомпонентной связи Cavium Coherent Processor Interconnect (CCPI). При этом возможна работа с четырьмя 72-битными модулями памяти DDR3/4 с частотой до 2400 МГц и суммарной ёмкостью до 1 ТБ.

Чип Seattle – первый процессор AMD на базе 64-битной архитектуры ARM, сочетающий 8 ядер ARM Cortex-A57 с частотой 2 ГГц и выше. Seattle является высокоплотным серверным процессором для систем датацентров с ключевыми требованиями к производительности, стоимости и рассеиваемой мощности. Чтобы добиться таких характеристик, необходимо повышать параметр IPC (instructions per clock) и сокращать коэффициент «непопаданий» кэша. Именно таким образом Seattle, имеющий более компактные ядра и меньший объём кэша, мог бы выйти на уровень производительности, эквивалентный традиционным серверным процессорам при гораздо меньших энергопотреблении и монтажной площади.

Оптимизация работы кэша – это важная задача для проектировщиков процессоров на протяжении десятков лет, поэтому нет ничего удивительного в системном дизайне Seattle. Каждое из ядер A57 оборудовано 3-канальным ассоциативным кэшем инструкций (48 кБ) и 2-канальным ассоциативным кэшем данных (32 кБ). Каждое ядро делит с соседним один общий 16-канальный кэш L2 ёмкостью 2 МБ.

Бонусом новой 28-нм технологии является возможность размещения массивного 8-МБ 16-канального кэша L3 в центре чипа с фильтром слежения для гарантии когерентности кэшей L2 и минимизации негативных эффектов от «непопаданий» и обновлений. Более широкая подсистема памяти также играет свою важную роль. Предусмотрено два 64-битных канала DDR3/4 с поддержкой кода коррекции ошибок. Суммарный поддерживаемый объём памяти DRAM для данного процессора – 128 ГБ.

AMD выпустила образцы процессора. Также показана демонстрационная плата сервера с оптимизированной под ARM версией Linux и программным обеспечением: RHEL, Apache 2.4.6, MySQL 5.5.35 и PHP 5.4.16. На данном сервере разместили блог на платформе WordPress с вещанием потокового видео. Коммерческий доступность процессора намечена на 4 квартал текущего года.