W lipcu 2020 r. roku Google poinformowało, że Google Compute Engine[i] wprowadza ofertę poufnych maszyn wirtualnych (cVM) wykorzystujących funkcję Secure Encryption Virtualization (SEV), znaną z procesorów z procesorów AMD EPYC 2 generacji. Jak poinformowało, tak zrobiło. Dlaczego jednak te właśnie procesory? Odpowiedź jest prosta – 7-nanometrowa litografia oznacza większą wydajność i mniejsze zużycie energii. W serwerowniach ma to znaczenie.
Wspomniane wirtualne maszyny Google pracują na całkiem realnych serwerach, a te korzystają z fizycznych procesorów. Google natomiast ma to do siebie, że rzadko się myli. Skoro więc wybrało ofertę AMD i procesory właśnie tej firmy, to zapewne z jakiegoś powodu.
Tym powodem są możliwości procesorów AMD EPYC. Co jest w nich takiego, że, jak pochwaliło się AMD przy okazji umowy z Google, działają na ponad 120 typach maszyn wirtualnych u największych operatorów chmurowych? Z pewnością szyfrowanie wirtualizacji to jeden powód. Drugim, równie istotnym, jest wydajność i energooszczędność. Bo jak wiem, tym co serwerownie lubią najbardziej są procesory szybkie i zużywające energii tak mało, jak tylko się da.
Coraz mniej nanometrów, czy to dobrze? Owszem
Nowe procesory EPYC 7002 wykonane są procesie 7-nanometrowym procesie produkcyjnym, którego nie udało się wdrożyć konkurentowi, pozostawiając go ze starszym o dwa kroki technologiczne procesem 14 nm. Rodzina AMD EPYC 7002 wykorzystująca architekturę AMD Infinity to pierwsze procesory serwerowe x86 oparte na 7-nanometrowym procesie technologicznym, hybrydowej architekturze multi-die, PCIe Gen4 I/O oraz funkcjach bezpieczeństwa AMD Infinity Guard. AMD zastosowało w tym przypadku osiem kości na rdzeń procesora, ale jeden interfejs I/O, który obsługuje zabezpieczenia i komunikację poza procesorem. Dzięki temu nowe modele są znacznie wydajniejsze. AMD dobrze zdaje sobie z tego sprawę. Jak pisze na swoje stronie: „Systemy oparte na procesorach EPYC zajmują pierwsze miejsce w branżowych testach porównawczych, w tym w pomiarach liczb całkowitych, zmiennoprzecinkowych, wirtualizacji, baz danych i wydajności HPC 1”. Chwalą się? Owszem. Ale AMD ma naprawdę powód do dumy.
Źródło: https://www.amd.com/en/processors/epyc-7002-series 1
Procesory EPYC pojawiają się w licznych odmianach – od 8-rdzeniowych oferujących 16 wątków i po modele 64-rdzeniowe ze 128 wątkami. Te są przeznaczone głównie do centrów danych, dużych systemów obliczeniowych i serwerów oraz pracy w chmurze. Na przykład Google’a. Co najważniejsze, urządzenia korzystające z tych procesorów odporne są ataki typu Spectre.
Proces technologiczny produkcji procesorów, czyli owe 7 nanometrów, którym chwali się AMD Ma duże znaczenie. Wziąwszy pod uwagę farmy serwerów pracujących dla dużych operatorów usług chmurowych, ale przecież nie tylko, zużycie prądu jest sprawą niebagatelną. A założenie jest w zasadzie proste – mniejszy wymiar w nanometrach oznacza po prostu gęstsze upakowanie aktywnych elementów układu na tej samej powierzchni. To znaczy, że standardowej wielkości procesor jest bardziej wydajny. Co za tym idzie, bardziej sprawny energetycznie i przetwarzający w tym samym czasie więcej informacji niż układ, powiedzmy, 10-nanometrowy. W efekcie taki procesor zużyje mniej prądu. W przypadku serwerowni bardzo istotnym parametrem jest właśnie zużycie energii oraz związane z nim chłodzenie. Im więcej energii zużyje procesor do wykonania obliczeń, tym więcej trzeba będzie jej dostarczyć i… odebrać. Bo chłodzenie również wymaga energii. (Sami przyznacie, że trochę to kwadratura koła). Opłaca się więc korzystać z takich procesorów, które zużywają energii jak najmniej. A im bardziej precyzyjna litografia, tym wyższa sprawność energetyczna procesora. W przypadku 7-nanometrowych procesorów AMD EPYC 2. generacji taka samą wydajność zyskuje się za połowę zużycia energii w porównaniu z procesorem o rozmiarze 14 nanometrów[i].
Sprawność energetyczna to jedno. Bezpieczeństwo to drugie, co nie znaczy, że mniej ważne. AMD EPYC 2. generacji pomagają chronić prywatność i integralność danych, szyfrując każdą maszynę jednym z maksymalnie 509 unikalnych kluczy szyfrowania znanych tylko procesorowi. Pomaga to w ochronie poufności danych, nawet jeśli złośliwy kod znajdzie drogę do maszyny wirtualnej.
A co jeśli firmie bardzo daleko do…
Google? To oczywiste, że wspomniany gigant korzysta z najlepszych rozwiązań. Stać go na nie. Czy w takim razie inne firmy również mogą czerpać korzyści z faktu, że AMD wypuściło na rynek procesory EPYC? Jak najbardziej. Na rynku pojawiły się bowiem serwery takie jak Dell EMC PowerEdge, których producent zastosował właśnie AMD EPYC 2. generacji. Wybór takiego serwera zapewnia m.in. lepszą wydajność dla tradycyjnych i nowych obciążeń dzięki aktualizacjom rdzenia lub częstotliwości, w tym 100% więcej przetwarzania rdzeni i szybsze przesyłanie danych, o 20% szybszą pamięć, co zmniejsza opóźnienia, a wydajność 2X 1 PCIe z prędkością 16 GT / s Gen4 pozwala pokonać wąskie gardła obliczeniowe. Nie bez znaczenia jest także poprawa efektywności wykorzystania mocy chłodzenia centrum danych (chłodzenie PUE) 56%.
Jeśli więc firma nie planuje całkowitego przeniesienia swoich danych na serwery dzierżawione np. w chmurze publicznej, to inwestycja w urządzenia z procesorem AMD EPYC 2. generacji ma największy sens.
[1] Google Compute Engine umożliwia użytkownikom uruchamianie maszyn wirtualnych (VM) na żądanie. Maszyny wirtualne można uruchamiać ze standardowych lub niestandardowych obrazów utworzonych przez użytkowników. Użytkownicy GCE muszą uwierzytelnić się w oparciu o OAuth 2.0 przed uruchomieniem maszyn wirtualnych. Dostęp do Google Compute Engine można uzyskać za pośrednictwem Konsoli programisty, interfejsu API RESTful lub interfejsu wiersza poleceń (CLI).
[2] Na podstawie wewnętrznych testów AMD z 8 czerwca 2018 r. Produktu o tej samej architekturze z technologią od 14 do 7 nm z podobnym przepływem / metodologią wdrażania, z wykorzystaniem wydajności SGEMM. EPYC-07, źródło: https://www.amd.com/en/processors/epyc-7002-series
Elżbieta Zdrojewska – doradca kluczowych klientów
Toruń
elzbieta.zdrojewska@itserwis.net
tel: +48 533 731 255
Kilkunastoletnie doświadczenie we współpracy z klientami z sektora publicznego i SMB. Doskonała znajomość rozwiązań IT w zakresie chmury hybrydowej i sprzętu klienckiego
