Les puces basées sur l’architecture Arm ne sont pas seulement très appréciées dans le segment de marché des CPU grand public, elles ont aussi le vent en poupe dans le segment des CPU dédiés aux centres de données.À ce propos, on peut rappeler qu’en décembre dernier, la division d’Amazon en charge des services de Cloud Computing à la demande pour les entreprises et les particuliers (Amazon Web Services ou AWS) a confirmé l’arrivée de sa seconde génération de CPU Arm N1 32 / 64 bits qui a été conçue par et pour les besoins spécifiques de l’entreprise. Selon Amazon, la nouvelle puce, baptisée Graviton2, est basée sur l’architecture Arm v8.2 et gravée en 7 nm (TSMC) et devrait embarquer jusqu’à 64 cœurs, avec un TDP autour de 100 watts et une fréquence d’horloge maximale aux alentours de 3 GHz.
Amazon n’est évidemment pas la seule entreprise à miser sur l’architecture Arm pour alimenter ses centres de données. La société Ampere, un autre acteur de ce marché, vient elle aussi de dévoiler sa nouvelle génération de processeurs basés sur l’architecture Arm N1 dédiée aux centres de données. Baptisée Altra, cette nouvelle génération de puces devrait avoir pour vaisseau amiral un processeur Arm embarquant 80 cœurs / 80 threads (pas d’Hyperthreading donc). La nouvelle famille de produits Altra vise à offrir des performances et un rendement par watt (TDP jusqu’à 210 W) compétitifs, ainsi qu’une évolutivité et des tonnes d’ES afin de satisfaire n’importe quelle entreprise.
Ampere Altra
Ampere n’en est pas à son premier coup d’essai. La société propose déjà une puce Arm de première génération baptisée eMAG qui embarque 32 cœurs / 32 threads avec une fréquence d’horloge turbo de 3,3 GHz. Mais avec Altara, Ampere cherche définitivement à frapper plus fort que Graviton2 qui n’est produit que pour Amazon. Pour ce faire, l’entreprise a suivi toutes les recommandations d’Arm concernant l’architecture N1, en concevant une puce basée sur N1 au maximum de ses capacités (en ne tenant pas compte du nombre de cœurs, puisque cette architecture est censée supporter jusqu’à 128 cœurs d’après les spécifications d’Arm, et de la taille de la mémoire cache partagée – ici 32 MB pour 80 cœurs alors que Arm recommande 64 MB pour 64 cœurs).
Comme les autres produits basés sur N1, les produits de la famille Altra n’utilisent pas la technologie Hyperthreading (notamment pour éviter les attaques par canal latéral et autres menaces tirant parti de l’exécution spéculative au niveau des processeurs modernes). Ils ont été conçus en tenant compte des conteneurs afin de garantir un niveau élevé de qualité de service avec plusieurs instances sur la même puce et bénéficient des fonctionnalités supplémentaires pour assurer une performance constante. Bien qu’ils soient techniquement basés sur un design Arm v8.2, les nouveaux SoCs Altra empruntent quelques caractéristiques des versions 8.3 et 8.5, à savoir des atténuations matérielles pour prévenir les attaques par canal latéral et d’autres petites caractéristiques micro-architecturales.
S’agissant de l’architecture Arm N1, rappelons qu’elle met en avant les spécifications suivantes : un cache L1I/L1D de 64 KB et un cache L2 de 1 MB, tous deux privés. Ce système sur le SoC d’Ampere est associé à 32 MB de mémoire cache LLC partagée. Tous ces caches intégrés sont compatibles avec les technologies ECC et SECDED.
En plus de ses 80 cœurs, le vaisseau amiral de la famille de puces Altra prend en charge huit canaux de mémoire DDR4-3200 avec support ECC, jusqu’à 4 To par socket. Il dispose, en outre, de 128 lignes PCIe 4.0 (32 lignes pouvant être réservées en cas de configuration multisockets 2U ou supérieure) à raison de 25 GB/s par liaison x16 (50 GB/s dans chaque direction). Chacun de ces 80 cœurs est conçu pour tourner à 3,0 GHz et Ampere a été cohérent dans son message en ce sens que le SKU supérieur est conçu pour fonctionner à 3,0 GHz en permanence, même lorsque les deux unités SIMD de 128 bits sont utilisées (donc pas de turbo, mais fréquence d’horloge fixe). La gamme de CPU Altra a un TDP qui varie de 45 W à 210 W suivant le nombre de cœurs embarqués.
En matière de sécurité, Ampere a tenu à souligner que son nouveau SoC sera doté de deux modules de contrôle : un SM Pro et un PM Pro. Ils permettront la gestion du serveur, jusqu’au niveau 4 de la norme SBSA, ainsi que l’amorçage sécurisé, le signalement des erreurs RAS et la gestion avancée de l’alimentation / du contrôle de la température.
Performances attendues
Ampere a fourni quelques indices de performance qu’il faut malgré tout prendre avec des pincettes, car ces chiffres sont non seulement des données internes à émanant d’Ampère, mais aussi et surtout ce ne sont que des « ;projections ;», pas des mesures réelles. De plus, les performances des systèmes AMD et Intel considérés ont été artificiellement réduites pour tenir compte du fait que l’Altra utilise des binaires compilés avec le GCC. Pendant ce temps, les chiffres d’AMD et Intel ont été générés avec des compilateurs optimisés pour les processeurs Arm Altra. Cela réduit significativement les résultats attendus pour les processeurs Epyc et Xeon. Par ailleurs, les seuls chiffres de performance donnés ici sont ceux du Benchmark SPECrate 2017_int_base-qui est un repère de performance mathématique en nombres entiers.
Source : Ampere Computing (pdf)
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