La ricerca e lo sviluppo di Intel e AMD assicurano agli utenti x86 prodotti per contrastare la fiorente concorrenza di quei soggetti che detengono licenze Arm come AWS. Nell’ultimo anno, Intel e AMD hanno rilasciato teaser di prodotti e aggiornamenti dei loro processori server ma per i due vendor c’è ancora molta strada da fare nel 2021 e negli anni successivi
L’evoluzione della strategia dei data center di Intel
All’inizio di quest’anno, Intel ha rilasciato il suo processore Xeon Scalable di terza generazione, Ice Lake. Il chip è basato sulla microarchitettura Sunny Cove che Intel ha usato per la prima volta per aggiornare i suoi processori client di decima generazione, il dispositivo è costruito sul processo 10nm+ di Intel, che è la seconda generazione del suo processo a 10nm.
Il chip include almeno 28 core con un aumento di circa il 18% di istruzioni per clock (IPC) rispetto all’architettura Skylake utilizzata nei prodotti Xeon Scalable della generazione precedente.
Secondo Intel, ci sono numerosi e significativi miglioramenti nella microarchitettura Sunny Cove, tra cui:
- una nuova architettura system-on-chip con tre collegamenti Ultra Path Interconnect con clock indipendente per connessioni multiprocessore;
- un front-end di istruzioni e un branch predictor migliorati e di maggiore capacità;
- code di allocazione e risorse di esecuzione più ampie e profonde;
- miglioramenti nei buffer di traduzione lookaside (TLB), che riducono la latenza di accesso alla memoria;
- cache di medio livello (L2) più grande più un secondo moltiplicatore fisso per accelerare le operazioni vettoriali;
- istruzioni per accelerare la crittografia e le operazioni di compressione / decompressione;
- nuovo design di virtualizzazione I/O con un’ampiezza di banda fino a tre volte superiore per carichi di grandi dimensioni e controller PCIe Gen 4 integrati;
- supporto per la Total Memory Encryption della RAM fisica;
- migliori prestazioni e minore latenza quando si passa tra gli stati di gestione dell’alimentazione.
All’Architecture Day 2020, Intel ha detto che il processore Xeon di prossima generazione con nome in codice Sapphire Rapids supporterà DDR5; PCIe Gen 5; Compute Express Link 1.1; estensioni di matrice avanzate per accelerare i calcoli di intelligenza artificiale; e un acceleratore di streaming dati per ottimizzare il movimento e la trasformazione dei dati.
Intel a giugno ha dichiarato che si aspetta di mettere in produzione Sapphire Rapids nel primo trimestre del 2022 e durante l’Intel Architecture Day 2021in agosto ha illustrato l’utilizzo per questo nuovo prodotto di una CPU piuttosto innovativa, basata su core Golden Cove in grado di assicurare maggiori prestazioni anche grazie a diversi engine per l’accelerazione di funzioni specifiche con l’IA. In alcuni test svolti ad hoc un chip di pre-produzione Sapphire Rapids secondo la stessa azienda si sarebbe dimostrato oltre 7 volte più veloce con Intel AMX rispetto alle istruzioni Intel AVX-512 VNNI, un notevole vantaggio non solo lato AI ma anche per l’addestramento che l’inferenza.
AMD non rallenta
AMD prosegue con lanci di nuovi prodotti client, server e GPU che promettono di ampliare il suo vantaggio in termini di costo-prestazioni attraverso i core Zen 3 di terza generazione nei suoi processori server Epyc.
A differenza di Intel, AMD ha saltato il nodo di processo a 10nm e ha fabbricato i suoi chip su un processo TSMC da 7nm, utilizzando una versione aggiornata per Zen 3 che presenta diversi miglioramenti dal punto di vista dell’architettura, tra cui:
- una migliore predizione delle diramazioni tramite una cache L1 più grande, un recupero più veloce dalle predizioni mancate e miglioramenti algoritmici;
- motore di esecuzione più veloce attraverso finestre di esecuzione più grandi, latenza più bassa, Integer Execution Unit più ampie, moltiplicazione-accumulazione più veloce e altre modifiche; e
- maggiore larghezza di banda per il load-store, maggiore flessibilità nelle operazioni di load-store e miglioramenti ai TLB.
Tuttavia, il più grande cambiamento con Zen 3 è la topologia del chiplet, in cui ogni chiplet a 8 core è organizzato intorno a un singolo 32 MB di cache L3 piuttosto che essere separato in due complessi di 4 core/16 MB di cache. Il design raddoppia lo spazio L3 disponibile per ogni core, aumentando l’hit rate e riduce la latenza effettiva della memoria tra qualsiasi due core. Collettivamente, i miglioramenti significano che Zen 3 offre un miglioramento del 19% in IPC e il 24% in più di prestazioni per watt, rispetto a Zen 2.
I prodotti Zen 3 utilizzano lo stesso packaging chiplet dei modelli Epyc esistenti, con otto chip di processore a 8 core che circondano un modulo di memoria I/O. La roadmap di AMD suggerisce che i processori Zen 4 Genoa, utilizzando un nuovo processo a 5nm, arriveranno nel 2022.
