El procesador ARM chip ThunderX3 explica en detalle el rey de los chips ARM

Mavell lanzó recientemente el chip ThunderX3. Este chip tiene 96 núcleos y 384 subprocesos. Pero, ¿cuál es la característica más importante de esta CPU? p>

Explicación detallada del procesador ThunderX3 con chip ARM, el rey de los chips ARM:

Recientemente, Amazon lanzó el Graviton2 de 64 núcleos de arquitectura ARM y Ampere lanzó Altra de 80 núcleos.

Ahora, Marvell (Marvel Electronics) presenta el chip ARM de tercera generación “ThunderX3”.

Es posible que muchas personas no estén familiarizadas con el nombre Marvell, pero esta empresa de semiconductores establecida desde hace mucho tiempo está a su lado en cualquier momento. Por ejemplo, los controladores maestros de discos duros mecánicos, la mayoría de los cuales son fabricados por Marvell. y controladores maestros SSD también hay productos ricos.

Introducción de Marvell:

1. Fundada en 1995 y con sede en Santa Clara, California, EE. UU.

2. Disponemos de centros de I+D en Estados Unidos, Israel, India, Alemania y China.

3. Hay más de 5.000 empleados en todo el mundo, más de 10.000 patentes globales y unos ingresos de 2.700 millones de dólares en el año fiscal 2020.

4. El negocio principal cubre los tres campos principales de almacenamiento, redes e informática, especialmente con más de 15 años de experiencia en investigación y desarrollo de CPU multinúcleo de alto rendimiento.

5. Mavell tiene una línea completa de productos de procesadores de CPU, que incluyen las series Armada, OcteonTX, OcteonFusion y ThunderX.

6 En particular, ARM se ha convertido silenciosamente en el ARM As más grande del mundo. Como proveedor de procesadores de servidor, su gama de aplicaciones y soporte ecológico no tienen paralelo en el mundo, y sus envíos acumulados han superado los 100 millones de unidades.

7. En 2017, Marvell también adquirió Cavium, una empresa estadounidense de semiconductores sin fábrica, por aproximadamente 6 mil millones de dólares, mejorando aún más las capacidades de diseño de la plataforma ARM.

Arquitectura x86 y arquitectura ARM:

Durante mucho tiempo, los campos de servidores y centros de datos han estado dominados por la arquitectura de CPU x86. Sin embargo, con la diversificación de la demanda y las aplicaciones del mercado. cargas, con la nube Con la evolución continua de la informática, la informática de punta y la informática de alto rendimiento, arquitecturas como RISC-V y ARM también han marcado el comienzo de nuevas oportunidades explosivas, especialmente para ARM, muchos gigantes han participado y la construcción ecológica es. también en pleno apogeo.

Ahora que existe un x86 maduro, ¿por qué deberíamos promover vigorosamente ARM? ¿Qué es lo que atrae a toda la industria?

Marvell cree que en términos de arquitectura, tecnología y rendimiento. , eficiencia energética, ecología, etc. En muchos aspectos, ARM ha mostrado una mejor calidad. Aunque no reemplazará ni puede reemplazar a x86 en todos los aspectos, ha superado claramente a x86 en algunos campos específicos, especialmente la computación en la nube y la computación de alto rendimiento.

En términos de arquitectura, x86 siempre ha sido una arquitectura que domina el mundo, desde centros de datos de servidores hasta niveles de consumo de computadoras de escritorio y portátiles, se derivan diferentes productos basados ​​en la misma arquitectura, que carece de flexibilidad, especialmente en. En términos de procesamiento paralelo, a medida que crece la escala, los costos y el consumo de energía se vuelven cada vez más incapaces de satisfacer la demanda.

En términos de tecnología, Intel ha perdido su posición de liderazgo. La serie Xeon sigue siendo de 14 nm. Aunque AMD ha alcanzado los 7 nm, ha utilizado el diseño de chips múltiples para "engañar" a la arquitectura, lo que resulta en memoria. Obviamente faltan ancho de banda y retraso de memoria, ARM ha seguido a TSMC hasta los 7 nm y está a punto de ingresar a los 5 nm.

En términos de rendimiento y eficiencia energética, Marvell cree que el rendimiento de un solo subproceso de la arquitectura ARM ya es de primer nivel, y el rendimiento de múltiples subprocesos y de plataforma está muy por delante del ancho de banda de la memoria y la latencia. son igualmente excelentes, el consumo de energía es bajo y la eficiencia energética es alta.

En términos de ecología, aunque x86 tiene una larga historia, también tiene una gran carga. Por ejemplo, considerando varias compatibilidades históricas e incluso a nivel de consumidor, ARM no tiene demasiada resistencia y la arquitectura. está directamente optimizado para servidores.

Al mismo tiempo, la industria de software y hardware ha brindado cada vez más soporte para ARM. Por ejemplo, Marvell ThunderX2 ha sido implementado por más de 20 clientes finales en la computación en la nube a gran escala y la computación de alto rendimiento. mercados, incluidos Microsoft Azure, HPE, Cray, Atos, el Laboratorio Nacional de Los Alamos, el Laboratorio Nacional Sandia, el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, el Laboratorio Nacional Oak Ridge, la Universidad de Bristol, la Universidad de Leicester y muchos más.

Incluso algunas de las tecnologías de software y hardware de Intel también son compatibles con la plataforma ARM, al igual que NVIDIA y AMD GPU.

Productos de la serie MarvellThunderX:

Hablemos de los productos específicos.

Marvell Thunder

Thuner admite paralelismo de doble canal. En este momento, un solo sistema puede proporcionar 192 núcleos y 768 subprocesos.

Al mismo tiempo, el punto de referencia de frecuencia es de hasta 2,4 GHz y la aceleración máxima es de 3,1 GHz, 100 MHz más que la generación anterior.

El nuevo núcleo integra cuatro unidades NeonSIMD de 128 bits, lo que equivale a un x86AVX-512 en términos de ancho, mejorando así considerablemente el rendimiento en coma flotante. Hay dos modelos Intel Xeon de gama alta y AMD EPYC tiene dos unidades SIMD de 256 bits por núcleo, que son básicamente equivalentes.

La memoria soporta DDR4 de ocho canales, con una frecuencia de 3200MHz, y soporta 64 PCIe4.0 (16 controladoras), lo que supone un paso más que la generación anterior PCIe3.0 y le añade 8 canales. También se añadirá en el futuro la evolución y actualización del estándar PCIe5.0/6.0.

Por supuesto, RAS y la virtualización a nivel empresarial son elementos esenciales.

Hablemos a continuación del rendimiento, por supuesto, todos estos son datos oficiales de Marvell y el rendimiento específico depende de la carga de trabajo específica.

En términos de rendimiento integral, ThunderX3 ha mejorado el rendimiento en más del 25% en comparación con el IPC (instrucciones por ciclo de reloj) de la generación anterior, lo que básicamente puede considerarse como una mejora en la arquitectura en sí. una frecuencia de operación más alta, el rendimiento de un solo núcleo ha mejorado más del 60%, junto con el gran aumento en el número de núcleos, ¡la mejora general del rendimiento puede ser más de 3 veces!

En comparación con el dúo x86, la ventaja de Thunder es hasta 1,2 veces mayor.

ThunderX3 no está ávido de grandes cosas. Se dirige principalmente a dos mercados: uno es la computación en la nube, que incluye big data, bases de datos, transmisión de medios, web, búsqueda, almacenamiento, desarrollo de aplicaciones móviles, juegos móviles, etc. Alto grado de paralelismo, rica E/S, latencia ultrabaja y ARM nativo son ventajas únicas.

En términos de rendimiento, un solo núcleo y cuatro subprocesos pueden aportar mejoras de rendimiento considerables, hasta un 80% en aplicaciones comunes, e incluso una mejora de 3 a 4 veces bajo ciertas cargas.

En comparación con el EPYC de segunda generación de AMD y el X3 escalable de segunda generación de Intel, ThunderX3 no muestra ninguna debilidad en la nube. Ha ganado todos los campos en los que sirve, con menor latencia y admite una mayor cantidad de. servidores.

La segunda dirección principal es la informática de alto rendimiento, que incluye departamentos gubernamentales, pronóstico del tiempo, exploración de petróleo y gas, ingeniería asistida por computadora, biogenética, automatización del diseño electrónico, etc., con un gran ancho de banda de memoria y alta energía. Se puede decir que las características de eficiencia y alto paralelismo son muy adecuadas.

Al comparar las dos soluciones x86, ThunderX3 tiene un rendimiento excelente en punto flotante, indicadores de ancho de banda de memoria y aplicaciones como química cuántica, dinámica de fluidos computacional, química computacional y física vectorial.

Marvell también es muy positivo y optimista sobre las perspectivas de mercado de ThunderX3, y revela que más de 20 clientes que actualmente implementan ThunderX2 se están preparando para actualizar ThunderX3, y el ThunderX4 posterior continuará aportando mejoras sustanciales.

Lo anterior trata sobre la explicación detallada del procesador ThunderX3 con chip ARM, el rey de los chips ARM.