Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Серверные процессоры

Перевод В чём главные проблемы Intel

29.01.2021 14:10:10 | Автор: admin


Оглядываясь назад, моя статья по поводу назначения нового исполнительного директора Intel в 2013 году оказалась чрезмерно оптимистичной. Одно название чего стоит: Возможность для Intel. В реальности вышло не так за эти годы у Intel ничего не получилось, никакими возможностями она не воспользовалась.

Откуда мы знаем, что не получилось? Во-первых, спустя восемь лет Intel опять назначает нового директора (Пэт Гелсингер), но не вместо того, о котором я писал (Брайан Кржанич), а вместо его преемника (Боб Свон). Очевидно, в то самое окно возможностей компания на самом деле не попала. И теперь уже встаёт вопрос выживания компании. И даже вопрос национальной безопасности Соединённых Штатов Америки.

Проблема 1: мобильные устройства


Вторая причина, по которой заголовок 2013 года был чрезмерно оптимистичным, заключается в том, что к тому моменту Intel уже попала в серьёзную беду. Вопреки своим заявлениям, компания слишком сосредоточилась на скорости CPU и слишком пренебрежительно отнеслась к энергопотреблению, поэтому не смогла сделать процессор для iPhone, и, несмотря на годы попыток, не смогла попасть на Android.

Ущерб для компании оказался глубже, чем просто упущенная выгода; за последние два десятилетия стоимость производства всё более маленьких и эффективных процессоров взлетела до миллиардов долларов. Это означает, что компании, инвестирующие в новые размеры узлов, должны генерировать соизмеримо большой доход, чтобы окупить свои инвестиции. Одним из отличных источников увеличения доходов для отрасли стали миллиарды смартфонов, проданных за последнее десятилетие. Однако Intel не получила ни капли из этих доходов, а продажи ПК снижаются в течение многих лет.

Когда речь идёт о миллиардных инвестициях в строительство фабрик следующего поколения, то вы или преуспеваете на рынке, или банкрот. Intel смогла сохранить миллиардные доходы благодаря революции в другой отрасли: облачных вычислениях.

Проблема 2: успех на серверах


Intel захватила этот рынок не так давно. Изначально на нём доминировали интегрированные компании, такие как Sun, с соответствующими ценами, но благодаря взрыву продаж персональных компьютеров Intel быстро улучшала производительность и снижала цены CPU, особенно по отношению к производительности. Конечно, ПК не дотягивали до надёжности интегрированных серверов, но на рубеже веков Google поняла, что масштаб и сложность услуг делают невозможным создание действительно надёжного стека. Решением стали отказоустойчивые серверы с горячей заменой вышедших из строя компонентов. Это позволило строить дата-центры на относительно дешёвых процессорах x86.



В течение двух следующих десятилетий подход Google приняли все крупные ЦОДы, так что x86 стала архитектурой по умолчанию для серверов. Основную выгоду из этого извлекла Intel, поскольку именно она делала лучшие процессоры x86, особенно для серверных приложений. Это связано как с собственным дизайном Intel, так и с её великолепными фабриками. AMD иногда угрожала действующему лидеру, но только в ноутбуках низкого уровня, а вовсе не в дата-центрах.

Таким образом, Intel избежала судьбы Microsoft в постдесктопную эпоху: Microsoft пролетела не только мимо мобильных устройств, но и мимо серверов, которые работают под управлением Linux, а не Windows. Конечно, компания как может поддерживает Windows и на компьютерах (через Office), и на серверах (через Azure). Однако всё выходит наоборот: то, что недавно подпитывало рост компании, становится концом Windows, поскольку Office переходит в облако с работой на всех устройствах, а Azure переходит на Linux. В обоих случаях Microsoft пришлось признать, что их власть теперь не в контроле над API, а в обслуживании уже существующих клиентов в новом масштабе.

В упомянутой статье о перспективах Intel упоминался аналогичный стратегический разворот. Intel долго опиралась на интеграцию проектирования и производства. В мобильную эпоху x86 вслед за Windows навсегда уходит в нишевый десктопный рынок. Но всё равно была возможность сохранить бизнес, если начать принимать заказы на производство от сторонних клиентов.

Большинство компаний сами не выпускают чипы. Они создают дизайн и отдают на завод. AMD, Nvidia, Qualcomm, MediaTek, Apple ни у кого нет собственных заводов. Безусловно, это имеет смысл: производство полупроводников, возможно, самая капиталоёмкая отрасль в мире, так что AMD, Qualcomm и другие хотят заниматься более прибыльными проектами с более высокой маржой.

Однако проектирование микросхем становится всё более стандартным. Почти все чипы основаны на архитектуре ARM. Оплатив лицензию, компании вроде Apple могут создавать собственные модификации и заказывать их производство. Дизайн немножко уникален, но в мобильных устройствах это не самое принципиальное. Здесь никогда не будет доминировать единый дизайн от одного разработчика, как Intel доминировала на десктопном рынке.

С другой стороны, именно производственные мощности становятся более дефицитными и, следовательно, более ценными. На самом деле в мире только четыре крупных производственных компании: Samsung, GlobalFoundries, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) и Intel. Только четыре компании могут создавать чипы, которые сегодня установлены в каждом мобильном устройстве, а завтра будут установлены вообще везде.

Огромный спрос, дефицит компонентов, высочайшие барьеры для входа. Получается, сейчас отличное время для производства микросхем. Это потенциально отличное время для Intel. Ведь из этих четырёх компаний она самая продвинутая, со значительным отрывом. Единственная проблема заключается в том, что Intel всегда видит себя дизайнерской компанией.

Кстати, моя рекомендация не означает отказ от x86, я добавил в сноске:

Конечно, они продолжат проектировать x86, но это будет не единственный их бизнес, а со временем даже и не основной.

На самом деле, бизнес x86 оказался слишком прибыльным, чтобы пойти на такой радикальный шаг. Это именно та проблема, которая ведёт к разрушению. Да, Intel избежала судьбы Microsoft, но при этом не испытала сильнейшей финансовой боли, которая необходима как стимул для такой кардинальной трансформации бизнеса (например, только после краха рынка памяти в 1984 году Энди Гроув в Intel решил полностью сосредоточиться на производстве процессоров).

Проблема 3: производство




Пока Intel тормозила с принятием решений, за последнее десятилетие модульно-ориентированная TSMC получила огромные заказы на мобильные чипы и установила лучшее в мире оборудование по производству микросхем от ASML. В модульной экосистеме все компании получают часть прибыли от растущего мобильного рынка и в результате этого бума производственные мощности TSMC превзошли Intel.

Это угрожает Intel по нескольким фронтам:

  • Intel окончательно потеряла рынок маков, в том числе из-за выдающейся производительности нового чипа M1. Но важно отметить причины такой производительности это не только дизайн Apple, но и 5-нм техпроцесс TSMC.
  • Десктопные процессоры AMD теперь быстрее, чем у Intel, и чрезвычайно конкурентоспособны на серверах. Опять же, преимущество AMD отчасти связано с улучшением дизайна, но не менее важным является производство по 7-нм процессу TSMC.
  • Крупные облачные провайдеры всё больше инвестируют в разработку собственных чипов. Например, Amazon уже выпустила вторую версию процессора Graviton ARM, на котором будет работать таймлайн твиттера. Одно из преимуществ Graviton его архитектура, а другое ну, вы уже поняли производство компанией TSMC по тому же 7-нм техпроцессу (который конкурирует с наконец-то запущенным 10-нм техпроцессом Intel).

Короче говоря, Intel теряет долю на рынке, ей угрожает AMD на x86-серверах и облачные компании типа Amazon с собственными процессорами. И я даже не упомянул других специализированных решений, таких как приложения на GPU для машинного обучения, которые разрабатывает Nvidia и производит Samsung.

Что делает эту ситуацию настолько опасной для Intel, так это проблема масштаба, о которой я упоминал выше. Компания уже пролетела мимо мобильного рынка, и хотя серверные процессоры обеспечили рост, необходимый для инвестиций в производство за последнее десятилетие, но Intel не может позволить себе потерять объём денежного потока именно в тот момент, когда должна произвести максимальные инвестиции в своей истории.

Проблема 4: TSMC


К сожалению, это ещё не самое худшее. На следующий день после назначения нового директора Intel компания TSMC объявила впечатляющие финансовые результаты и, что более важно, прогнозы капитальных инвестиций на 2021 год, от Bloomberg:

TSMC спровоцировала глобальный рост акций полупроводниковых компаний, когда объявила о планах капитальных инвестиций в этом году в размере целых 28 миллиардов долларов ошеломляющей суммы, направленной на расширение технологического лидерства и строительство завода в Аризоне для обслуживания ключевых американских клиентов.

Это огромная сумма инвестиций, которая только упрочит лидерство TSMC.

Предполагаемый рост финансирования привёл к тому, что производители оборудования для производства микросхем хлынули из Нью-Йорка в Токио. Капитальные расходы TSMC от 25 до 28 миллиардов долларов в 2021 году гораздо выше прошлогодних 17,2 миллиардов. Около 80% вложений направят на передовые технологии производства CPU, то есть TSMC ожидает резкого роста бизнеса по производству передовых микросхем. Аналитики предполагают, что после серии внутренних технологических сбоев Intel передаст производство на аутсорсинг таким компаниям, как TSMC.

Так оно и есть. Вероятно, в данный момент Intel уступила лидерство в производстве микросхем. Компания сохраняет высокую маржу в проектировании CPU и может исключить угрозу AMD, передав производство передовых чипов на аутсорсинг TSMC. Но это лишь увеличит лидерство TSMC и никак не поможет решить другие проблемы Intel.

Проблема 4: геополитика


Уязвимости Intel не единственное, о чём стоит беспокоиться. В прошлом году я писал о чипах и геополитике:

Международный статус Тайваня, как говорится, сложный. Собственно, как и отношения между Китаем и США. Всё это накладывается одно на другое и создаёт совершенно новые осложнения, делая ситуацию ещё более запутанной.

Ну а география, напротив, простая и понятная:



Как видите, Тайвань находится недалеко от китайского побережья. Рядом Южная Корея, родина Samsung, которая тоже производит чипы самого высокого класса. Соединённые Штаты по другую сторону Тихого океана. Есть передовые фабрики Intel в Орегоне, Нью-Мексико и Аризоне, но Intel производит чипы только для собственных интегрированных вариантов использования.

Это важно, потому что электроника нужна не только для компьютеров. В наши дни почти в любом оборудовании, в том числе военном, работает процессор. Некоторые чипы не требуют особенной производительности и могут быть изготовлены на старых фабриках, построенных много лет назад в США и по всему миру. Но для других чипов нужно передовое производство, то есть они должны быть изготовлены на Тайване компанией TSMC.

Если вы занимаетесь военным стратегическим планированием в США, это большая проблема. Ваша задача не предсказывать войны, а планировать действия, которые могут произойти при неудачном стечении обстоятельств, то есть если вдруг случится война между США и Китаем. И в этом планировании серьёзной проблемой является размещение заводов TSMC и Samsung в пределах лёгкой досягаемости китайских ракет.

Буквально несколько дней назад компания TSMC официально объявила о строительстве 5-нм завода в Аризоне. Да, сегодня это передовые технологии, но завод откроется только в 2024 году. Тем не менее это почти наверняка будет самая передовая фабрика в США, которая выполняет сторонние заказы. Надеюсь, к моменту открытия Intel превзойдёт её возможности.

Однако заметим, что интересы Intel и США не совпадают. Первая заботится о платформе x86, а США нужны передовые фабрики общего назначения на её территории. Иными словами, у Intel всегда в приоритете дизайн, а у США производство.

Кстати, именно поэтому сегодня у Intel меньше желания выполнять сторонние заказы. Да, компания может пойти на это из необходимости загрузить производственные мощности для окупаемости инвестиций. Но всегда будет ставить во главу угла собственные проекты.

Решение 1: раздел


Вот почему Intel нужно разделить на две части. Да, интеграция дизайна и производства на протяжении десятилетий была основой бизнеса, но теперь эта интеграция превратилась в смирительную рубашку, которая сдерживает развитие и того, и другого. Разработки Intel сдерживаются сложностями с производством, а само производство страдает из-за неправильных приоритетов.

Главное, что нужно понять о микроэлектронике что маржа в дизайне гораздо выше. Например, у Nvidia валовая маржа 60-65%, в то время как у TSMC, которая производит для неё микросхемы, ближе к 50%. Как я уже отмечал выше, маржа Intel традиционно ближе к Nvidia благодаря интеграции дизайна и производства, поэтому собственные чипы всегда будут приоритетом для её производственного подразделения. От этого пострадает обслуживание потенциальных клиентов и гибкость в выполнении сторонних заказов, а также эффективность привлечения лучших поставщиков (что ещё больше снизит маржу). Здесь ещё и вопрос доверия: готовы ли конкуренты делиться своими разработками, особенно если Intel уделяет приоритетное внимание собственному дизайну?

Единственный способ решить эту проблему приоритетов выделить производственный бизнес Intel в отдельную компанию. Да, потребуется время, чтобы создать отделы обслуживания клиентов, не говоря уже об огромной библиотеке строительных блоков открытой интеллектуальной собственности, которая сильно упрощает работу с TSMC. Но автономный производственный бизнес получит главный и самый мощный стимул для осуществления этой трансформации стремление выжить.

Решение 2: субсидии


Выделение производственного бизнеса в отдельную компанию также открывает двери для закачки государственных денег в этот сектор. Сейчас для США нет смысла субсидировать Intel. Компания на самом деле не строит то, что нужно США, и у компании явно проблемы с культурой и управлением, которые не решить просто денежными вливаниями.

Вот почему федеральная программа субсидирования должна действовать как гарантия покупки. Государство закупает определённое количество произведённых в США 5-нм процессоров по такой-то цене; определённое количество произведённых в США 3-нм процессоров по такой-то цене; определённое количество 2-нм процессоров и так далее. Это не только установит цели для производства Intel, но и подтолкнёт другие компании зайти на этот рынок. Возможно, вернутся в игру глобальные производственные компании или TSMC построит больше фабрик в США, а возможно, в нашем мире почти свободного капитала наконец появится стартап, готовый совершить революцию.

Безусловно, мы чрезмерно упрощаем проблему. В производстве электроники очень много факторов. Например, упаковка интегральных схем (сборка кристалла в корпус) давным-давно переехала за границу в погоне за снижением затрат и теперь полностью автоматизирована. Вернуть её проще. Однако крайне важно понять, что восстановление конкурентоспособности, а тем более лидерства США, займёт много лет. Определённую роль играет федеральное правительство, но и Intel должна принять реальность, что её интегрированная модель больше не работает.
Подробнее..

AMD EPYC GENOA на архитектуре Zen 4 уже в 2022 году и слухи про SMT4

16.11.2020 14:12:10 | Автор: admin
Только-только компания AMD анонсировала пользовательские процессоры линейки Ryzen на своей новой архитектуре Zen 3 и еще готовит соответствующие серверные анонсы, как в сети появилась информация уже о следующем поколении серверных процессоров компании AMD EPYC GENOA на Zen 4.



Речь идет не только о процессорах с комплектацией до 96 ядер, но и о сокетах нового поколения AM5, TR5 (HEDT-платформа), а также SP5 и SP6 (серверная платформа). Также говорится о поддержке PCI-Express 5.0 и памяти DDR5. Пока информация циркулирует в сети на уровне слухов, но учитывая то, как развивается потребительский сегмент AMD, их попытка отвоевать позиции на серверном рынке вопрос времени. Так, EPYC MILAN на Zen 3, согласно инсайдерской информации, будет минимум на 20% производительнее предыдущего поколения процессоров AMD архитектуры Zen 2 ROME.

Возможный путь к лидерству AMD это увеличение числа потоков на ядро. Это момент, который может переломить тренды на серверном рынке. Именно поэтому активно ходят разговоры о внедрении компанией AMD в свои серверные процессоры поколения Zen 4 технологии SMT4. Речь идет об одновременной обработке четырех потоков, вместо ставших стандартом двух потоков на ядро. Стоит отметить, что в процессорах EPYC MILAN технологии SMT4 почти гарантированно не будет.

Если говорить о сокетах, то из слухов становится понятно, что AMD выжала из платформы AM4 все, что смогла: в этом коду компания сделала огромный подарок потребителям, не обновляя сокет под Ryzen 5xxx и обеспечив обратную совместимость новых десктопных процессоров с уже существующим сокетом. Тут можно вспомнить бесконечные изменения сокетов у Intel, коих за последние четыре года вышло как минимум три: LGA 1151, LGA 1151 v2 и LGA 1200.

В 2022 году на смену A4 придет сокет A5 и, хочется надеяться, что он проживет так же долго, как и A4. Также грядут и обновления серверных сокетов: мы перейдем с Socket SP4 и Socket SP4r2 на SP5 и SP6. Скорее всего, обе модели выйдут одновременно и будут подходить для одного и того же поколения EPYC GENOA с той же разницей, что и сокеты SP4 и SP4r2: первые предназначены для однопоточных, а вторые для двухпоточных процессоров линейки EPYC ROME. Если предположить, что AMD все же внедрит SMT4, то SP4 будет работать, соответственно, с однопоточными и двухпоточными процессорами, а SP4r2 с четырехпоточными моделями.

Но стоит вернуться к теме SMT. Нужно понимать, что в пользовательском сегменте SMT4 сомнительная фича, которая только увеличит задержки и создаст потери на ровном месте, пока процессор будет решать, на какой из потоков перебросить очередную задачу, коих различные приложения создают десятки и сотни.

Однако в случае процессорного сегмента мы имеем дело с более монолитными системами, которые, чаще всего, заточены на работу с каким-то одним тяжелым программным комплексом. Тут SMT4 может хорошо себя показать, особенно в вычислениях. При этом не не просто теоретические выкладки: SMT4 и даже SMT8 практически древняя система, которой пользовались еще двадцать лет назад. Пик развития многопоточности пришелся на начало 2010-х годов, когда у IBM еще было собственно производство серверов для бизнеса.

Вот спецификации IBM Power S822LC последнего сервера от IBM этой линейки на собственном процессоре IBM POWER8 Core 2014 года выпуска:


С полной документацией по серверу IBM можно ознакомиться вот тут (PDF)

Из таблицы видно, что у POWER8 Core была переменная многопоточность, от режима одно ядро-один поток и до режима восьми потоков на логическое ядро процессора. Официальные частоты POWER8 Core на ядро составляют от 2,5 до 5 ГГц. При этом серверы IBM на POWER8 имели еще и 16 сокетов SMP (симметричная многопроцессорная обработка) что позволяло уже тогда объединять в вычислительный кластер полтора десятка серверов.



Стоит отметить, что серверы IBM были весьма специфичным и узким решением для крупного корпоративного бизнеса и научных вычислений. Собственно, с ростом AWS и Azure, они были выдавлены из этого сегмента и IBM Power S822LC стал последним продуктом компании в этой линейке.

Нужно сказать, что сейчас практически захватившие серверный рынок процессоры от Intel линейки Xeon тоже не работают с режимом SMT4. Если мы говорим о процессорах для науки то есть о монструозных решениях по 32-72 ядер серии Phi, например, об Intel Xeon Phi Processor 7295 с 72 ядрами и стоимостью в ~6200$ на момент релиза, то мы вообще не имеем многопоточности. По официальной спецификации у этого процессора 72 ядра и 72 потока.

Более популярные Intel Xeon E работают в режиме SMT2 два потока на ядро. Это касается практически всех популярных серверных процессоров Intel, выпущенных с 2013 года, начиная с серии E5-V2. Если приводить конкретный пример два потока уже было в крайне популярной рабочей лошадке в лице процессора Intel Xeon E5-2680V2, который активно используется до сих пор.

Если прогнозы и данные инсайдеров подтвердятся, то в ближайшие пять лет нас может ожидать частичный передел серверного рынка. AMD активно развивается в десктопном направлении, сейчас начинает давить на серверный сегмент. Intel планирует анонсы серверных процессоров этой весной, но не факт, что они будут намного мощнее новых MILAN, а тем более и грядущих GENOA. Синие до сих пор испытывают значительные трудности с литографией и не могут толком опуститься ниже техпроцесса в 14 нм, кое-как запустив производство на 10 нм ноутбучных процессоров.



P.S. На правах рекламы хотим предложить специально для читателей Хабра честную скидку в 10% на любые тарифы нашего хостинга intesect.host. Скидка действует во всех дата-центрах. Предложение действительно с 16 по 22 ноября включительно.

Промокод при покупке: habr

Подробнее..

Категории

Последние комментарии

  • Имя: Макс
    24.08.2022 | 11:28
    Я разраб в IT компании, работаю на арбитражную команду. Мы работаем с приламы и сайтами, при работе замечаются постоянные баны и лаги. Пацаны посоветовали сервис по анализу исходного кода,https://app Подробнее..
  • Имя: 9055410337
    20.08.2022 | 17:41
    поможем пишите в телеграм Подробнее..
  • Имя: sabbat
    17.08.2022 | 20:42
    Охренеть.. это просто шикарная статья, феноменально круто. Большое спасибо за разбор! Надеюсь как-нибудь с тобой связаться для обсуждений чего-либо) Подробнее..
  • Имя: Мария
    09.08.2022 | 14:44
    Добрый день. Если обладаете такой информацией, то подскажите, пожалуйста, где можно найти много-много материала по Yggdrasil и его уязвимостях для написания диплома? Благодарю. Подробнее..
© 2006-2024, personeltest.ru