Долгожданный выпуск компанией Qualcomm семейства продуктов Centriq 2400 на основе архитектуры ARM и их начавшиеся коммерческие поставки грозят разрушить фактическую монополию Intel на рынке серверных процессоров. Операторы центров обработки данных рассчитывают на то, что обострение конкуренции приведет к падению цен.
Однако предложение о покупке, которое компании Qualcomm по распространившимся пару месяцев назад слухам, готовится сделать Broadcom, а также усилившаяся конкуренция на рынке серверных чипов и юридические претензии со стороны Apple сделали перспективы нового чипа несколько туманными.
На конференции в Сан-Диего в начале ноября Qualcomm впечатлила всех спецификациями своих новых продуктоы и получила поддержку со стороны крупных поставщиков облачных сервисов, оборудования и программного обеспечения.
Чипы с архитектурой ARM, доминирующие сейчас на рынке смартфонов и планшетов, имеют все шансы опередить по энергоэффективности системы x86-архитектуры. По сообщениям Qualcomm, 48-ядерный процессор Centriq 2460 в четыре раза превосходит чип старшего класса Intel Skylake по соотношению цена/производительность и на 45% — по соотношению цена/энергопотребление. И хотя цифры эти подтверждены только тестами, проведенными самой Qualcomm, они не предвещают Intel ничего хорошего.
«Процессоры Qualcomm должны быть вполне конкурентоспособными, – заметил главный аналитик компании Tirias Research Джим Макгрегор. – Интерес к серверным процессорам ARM-архитектуры растет, поскольку в определенных сферах они проявляют себя самым лучшим образом. Большое число ядер и высокая пропускная способность семейства Centriq дает дополнительные преимущества облачным сервисам, веб-серверам и корпоративным центрам обработки данных».
«В перспективе ЦОДы ждут большие перемены, – заявил председатель совета директоров Qualcomm Пол Джейкобс. – Я буду рад, если нам удастся сделать пространство ЦОДов столь же эффективным по энергопотреблению, как и мобильная сфера. Это именно то, в чем нуждается мир сегодня».
Программное обеспечение, созданное для процессоров x86-архитектуры, придется переписывать для набора инструкций ARM, но сдвиг, происходящий при разработке приложений и построении ЦОДов, уже набирает обороты, помогая очистить путь новым конкурентам.
Благодаря облачным сервисам, пользователи могут получить доступ к виртуальным машинам и установить интерактивное соединение за считанные минуты, а это меняет подход к разработке приложений.
«В традиционной ИТ-среде приложения и сервисы доставляются путем укрупнения серверов, но в облачной среде все происходит за счет экстенсивного развития – серверов здесь становится все больше и больше, и, как прогнозируется, к 2020 году половина от их общего числа будет развернута в облачной среде, – указал Джейкобс. – Акценты при проектировании серверов меняются, поэтому перед Qualcomm открываются дополнительные возможности».
Таким образом, под архитектуру ARM разрабатываются не только мобильные приложения, но и программное обеспечение для ЦОД, искусственного интеллекта и Интернета вещей.
Первый в мире 10-нанометровый серверный чип
Семейство Centriq 2400 базируется на 64-разрядной архитектуре ARMv8, и в Qualcomm уже заключили с Samsung соглашение об использовании при производстве процессоров 10-нанометрового техпроцесса. Со своей стороны, Intel пока не поставляет чипы, изготовленные по 10-нанометровому процессу, до конца текущего или к началу 2018 года. Qualcomm же акцентирует внимание на том, что Centriq – первый в мире 10-нанометровый серверный чип.
В общем случае, чем меньше норма проектирования, тем выше плотность размещения транзисторов в процессорах, что в свою очередь ведет к большей производительности и снижению стоимости.
«Невероятно высокий спрос на смартфоны в последние несколько лет привел к тому, что производители активно инвестируют в технологию производства мобильных чипов с использованием 10-нанометрового процесса, – указал Ананд Чандрасехер, старший вице-президент Qualcomm, выступая на конференции в Сан-Диего. – Для эффективного снижения кривой обучения нужна масштабная экономика, а масштабы экономики смартфонов в настоящий момент превосходят масштабы экономики персональных компьютеров».
Техпроцесс Samsung FinFET с нормой проектирования 10 нм предусматривает размещение 18 млрд транзисторов всего на 398 кв. мм. Процессоры семейства Centriq 2400 содержат до 48 высокопроизводительных 64-разрядных однопоточных ядер, работающих на частоте до 2,6 ГГц.
Ядра подключаются к двунаправленной сегментированной кольцевой шине с совокупной пропускной способностью 250 Гбайт/с, что позволяет избежать узких мест при полной нагрузке. Для увеличения производительности при различных сценариях на каждые два ядра приходится 512 Кбайт общей кэш-памяти второго уровня и 60 Мбайт объединенной кэш-памяти третьего уровня, распределенной на кристалле.
Кроме того, имеется 6 каналов памяти DDR4 и поддерживается 768 Гбайт памяти DRAM с 32 линиями PCIe Gen3 и 6 контроллерами PCIe. Процессоры семейства Qualcomm Centriq 2400 поддерживают также гипервизоры для виртуализации.
Кроме того семейство Centriq 2400 включает: 40-ядерный чип Centriq 2434 с тактовой частотой 2,5 ГГц (рекомендованная в США цена 888 долл.), 46-ядерный Centriq 2452 с частотой 2,6 ГГц (цена 1383 долл.) и 48-ядерный Centriq 2460 с частотой 2,6 ГГц (1995 долл.)
Сферы применения чипов Centriq и процессоров Intel могут не совпадать. Все зависит от рабочей нагрузки. Работа с большими наборами данных, например, не является сильной стороной Centriq. По числу поддерживаемых линий PCIe, которых у этого семейства насчитывается 32, оно уступает процессорам Intel (28 линий), а в семейство AMD Epyc предлагается до 128 линий.
По словам одного из основателей и директора компании Cloudflare Мэтью Принса, новые процессоры помогут снизить энергозатраты ЦОДов. «Протестировав Qualcomm Centriq 2400, мы выяснили, что по эффективности энергопотребления это семейство в два раза превосходит процессоры Intel Skylake 4116», – указал он.
В поддержку нового процессорного семейства уже проголосовали тяжеловесы отрасли, Microsoft, Alibaba и HPE.
Вместе с тем Qualcomm столкнулась с появлением конкурентов, которые пытаются соперничать с Intel на серверном рынке, кроме того, ходили слухи, что Broadcom намерена приобрести Qualcomm за 130 млн долл.
Между тем, компания Broadcom тихо закрыла свое бизнес-подразделение, разрабатывавшее серверную технологию ARM. И если сделка между Broadcom и Qualcomm состоится, то перспективы семейства Centriq будут весьма неопределенными.
Дебют новых 10-нанометровых серверных чипов с архитектурой ARM ожидался уже давно – Qualcomm разрабатывала эти процессоры на протяжении пяти лет.
Кто еще представлен на рынке серверных чипов ARM?
В начале текущего года Microsoft приобрела компанию Cavium – еще одного производителя серверных чипов ARM. Наряду с поддержкой Qualcomm, Microsoft намерена развивать собственную открытую архитектуру серверов — Project Olympus. Следует упомянуть также о серверной платформе X-Gene 3, разработанной AppliedMicro – в начале 2017 года AppliedMicro была приобретена компанией Macom, и теперь ее владельцем является Carlyle Group.
Чип AMD Epyc, представленный в июне, тоже является мощным конкурентом на рынке ЦОДов. Архитектура x86 – его дополнительное преимущество.
«Все ждали появления серверного чипа Qualcomm, а вместо этого неожиданно получили сюрприз от AMD, – заметил Макгрегор. – И теперь мы видим, что AMD снова вполне конкурентоспособна».
Дополнительным препятствием становится продолжающийся между Qualcomm и Apple патентный спор, охвативший не только США, но еще и Европу и Азию. В результате Apple дала своим производственным партнерам прямые указания приостановить платежи в адрес Qualcomm.
В любом случае серверный рынок идет вперед довольно медленно. Тестирование серверных процессоров может продолжаться более полугода. Еще год-полтора, по-видимому, уйдет у Qualcomm на решение юридических вопросов, и вряд ли в течение всего этого времени кто-то из конкурентов сможет всерьез посягнуть на монополию Intel.
