Самый мощный процессор Baikal

Обновлено: 21.11.2024

В последние годы государственные учреждения финансируют разработку собственного оборудования, которое будет питать государственную инфраструктуру. Эта тенденция возникла из-за желания разрабатывать микросхемы без лазеек, чтобы ни один посторонний не мог контролировать процессы правительства. Сегодня российской компании Baikal Electronics удалось запустить 48-ядерный процессор Baikal-S на базе Arm Instruction Set Architecture (ISA). Процессор под кодовым названием BE-S1000 может работать с 48 ядрами на базовой частоте 2,0 ГГц с максимальной тактовой частотой 2,5 ГГц. Все это достигается при TDP 120 Вт, что делает эту конструкцию очень эффективной.

В некоторых конфигурациях серверов процессор Baikal-S может работать с четырьмя сокетами на серверной плате. Он предлагает собственный процессор RISC-V для безопасной загрузки и управления, поэтому весь SoC управляется с помощью специального дизайна. Baikal Electronics предоставила несколько эталонных показателей, которые вы можете увидеть на слайдах ниже. Они охватывают производительность ЦП SPEC2006 Integer, Coremark, Whetstone, 7Zip и HPLinkpack. Кроме того, компания утверждает, что Baikal-S соответствует дизайну Intel Xeon Gold 6148 Skylake и процессору AMD EPYC 7351 на базе ядра Zen1. По сравнению с Huawei Kunpeng 920 конструкция Baikal-S обеспечивает производительность в 0,86 раза выше.

В 2022 году компания планирует произвести 10 000 SoC BE-S1000, а в 2023 году — 30 000. Хотя это может показаться небольшим, мы не знаем, с какими мощностями работает Baikal Electronics. Так что подробностей нам придется подождать.

23 комментария о загрузке российского процессора Baikal-S с 48 ядрами на базе Arm и использовании сопроцессора RISC-V для безопасной загрузки и управления

Русские снова в деле, неплохо, неплохо. Теперь мы знаем, где Иван прятался все эти годы!

Возможно, в будущем русские будут делать процессоры и для обычных людей, это было бы круто. Нам нужно больше конкурентов, чем просто Intel и AMD. Поддержка с другой стороны. :D

Я слышал, что вам нужно установить охлаждение на эту малышку с помощью кувалды.

Если он выдает ошибки позже, то же самое.

Это (я не имею в виду этот конкретный процессор или Россию) может окончательно положить конец дуополии Intel/AMD, и я думаю, что это здорово.

Bomby569Это (я не имею в виду этот конкретный процессор или Россию) может окончательно положить конец дуополии Intel/AMD, и я думаю, что это здорово.

Это процессор на базе ARM. И я думаю, что внедрение архитектуры ARM намного проще, чем создание полностью нового процессора

LTUGamerЭто процессор на базе ARM. И я думаю, что внедрение архитектуры ARM намного проще, чем создание полностью нового процессора

Bomby569Это (я не имею в виду этот конкретный процессор или Россию) может окончательно положить конец дуополии Intel/AMD, и я думаю, что это здорово.

Это просто старый дизайн SoC с использованием ядра 2017 года. Его даже сравнивают со Skylake и Zen 1, а не с чем-то более новым. Это начало, я думаю.
Некоторое время у нас были доступны более совершенные конструкции, например, Ampere Altra с 80/128 пользовательскими ядрами на базе ARM Neoverse N1 (который на 2 поколения новее используемого здесь A75) или Annapurna (Amazon) Graviton. Последний недавно запустил свою третью итерацию, которая поддерживает Armv9 и DDR5, но, к сожалению, некоторые детали до сих пор неизвестны и привязаны к AWS.

ncrsЭто просто старый дизайн SoC с использованием ядра 2017 года. Его даже сравнивают со Skylake и Zen 1, а не с чем-то более новым. Это начало, я думаю.
Некоторое время у нас были доступны более совершенные конструкции, например, Ampere Altra с 80/128 пользовательскими ядрами на базе ARM Neoverse N1 (который на 2 поколения новее используемого здесь A75) или Annapurna (Amazon) Graviton. Последний недавно запустил свою третью итерацию, которая поддерживает Armv9 и DDR5, но, к сожалению, некоторые детали до сих пор неизвестны и привязаны к AWS.

Конечно, это можно сравнить с попыткой китайцев, но это не самое главное. Тот факт, что есть так много людей, пробующих это, просто поразителен. И не забывайте, что в России всегда были хорошие ученые, не знаю, как сейчас и могут ли они себе их позволить.

Bomby569Конечно, это немного сравнимо с попыткой китайцев, но это не самое главное. Тот факт, что есть так много людей, пробующих это, просто поразителен. И не забывайте, что в России всегда были хорошие ученые, не знаю, как обстоят дела сегодня и могут ли они себе их позволить.

Только этого объявления недостаточно, чтобы сравнить его с Kunpeng. Вы должны учитывать, что они создали целую серверную платформу для этого чипа, начиная от BMC через SSD и 100G+ NIC до межсоединений узлов с 32 сокетами. У них есть полная платформа уровня DC с дорожной картой, которая идет довольно далеко вперед (однако они отстают от нее из-за политических проблем).
Не поймите меня неправильно, это хорошо, что у нас появляется больше игроков, но именно этот морально устарел, и с ограниченными производственными мощностями, скорее всего, не будет доступен для покупки простым смертным. ;)

Российские процессоры местного производства догоняют (несколько)

BE-S1000

Архитектура должна быть Cortex-A75 2017 года выпуска с 64/64 КБ кэш-памяти L1 и 512 КБ кэш-памяти L2. Это ядро, которое было представлено, например, в Snapdragon 845. Теперь он поддерживает более новый набор инструкций ARMV8.2A, а также должен иметь гораздо лучший IPC, чем Cortex-A57 в предыдущем чипе, хотя он не будет такой хорошей архитектурой для серверной SoC, как Neoverse N1 (который представляет собой модифицированный Кортекс-А76) есть. Здесь российская компания все еще имеет некоторое отставание от доступных в настоящее время и уже поставляемых технологий от ARM.

Процессор Baikal BE-S1000 Источник: Baikal Electronics, через Дмитрия Кузнецова/Twitter

TDP процессора составляет 120 Вт, что неплохо для 48 ядер, но следует помнить, что производительность на ядро будет невелика по сегодняшним меркам и более современные архитектуры ARM, вероятно, обеспечат большую производительность при тех же бюджет. Чипы должны производиться по 16-нм техпроцессу TSMC с FinFET, который больше не является технологией текущего поколения, но по-прежнему обеспечивает значительно лучшую производительность и энергоэффективность по сравнению с более старыми технологиями, такими как устаревший 28-нм техпроцесс (на котором производится Байкал-М). ).

Процессор имеет 32 МБ кэш-памяти L4, ядра объединены в 12 четырехъядерных кластеров, где каждое ядро разделяет 2 МБ кэш-памяти L3. В SoC интегрирован шестиканальный контроллер памяти DDR4-3200 с ECC, поддерживающий до 768 ГБ памяти. Процессор также имеет 80-канальный контроллер PCI Express 4.0, где 48 линий также можно использовать в качестве согласованного интерфейса CCIX. Также интегрированы два гигабитных интерфейса Ethernet и несколько портов USB, UART и GPIO.

Схема процессора Baikal BE-S1000 (Источник: Baikal Electronics)

Как и подобает серверному процессору, на одной плате поддерживается несколько процессоров, максимум четыре процессора (4S), возможно, с использованием этих интерфейсов CCIX. ЦП использует сокет LGA 3467 и имеет аналогичные Xeon габариты для LGA 3647, размер ЦП составляет 58,0 × 75,5 мм. Вполне возможно, что используемый сокет был сделан таким же, чтобы сэкономить на производственных затратах, а установка кулера может быть совместима с процессорами Xeon.

Байкал БЭ-С1000 (Источник: Baikal Electronics)

Подсистема механизма управления RISC-V

Хотя процессор основан на архитектуре ARM, бесплатный набор инструкций RISC-V также нашел применение в нем. Блок управления процессором, который также обеспечивает безопасную загрузку и аналогичные функции (возможно, также технологию удаленного управления), не основан на ARM, а использует ядро RISC-V.Не исключено, что в будущем Байкал может подумать об отказе от архитектуры ARM и вообще перейти на этот набор инструкций, но при нынешнем состоянии программно-аппаратной экосистемы этого, вероятно, не произойдет, по крайней мере, в ближайшие несколько лет, тогда как Сегодня ARM уже достаточно хорошо подготовлена к роли сервера.

Baikal BE-S1000 сможет конкурировать с более слабыми старыми Xeon и Epycs Источник: Baikal Electronics, через Дмитрия Кузнецова/Twitter

Альтернатива старым процессорам Xeon и Epyc

Компания также уже показала некоторые показатели производительности этих процессоров, которые вы можете увидеть на слайдах. По словам производителя, процессор Baikal BE-S1000 (или BE-S1000X) должен примерно заменять старые и более дешевые серверные процессоры x86, такие как Intel Xeon Gold 6148 (20-ядерный Skylake-SP) или AMD Epyc 7351 ( 16-ядерный Zen, «Неаполь» Epyc первого поколения), оба 2017 года. Как вариант, Huawei Kungpeng 920 (тоже ARM) из Китая. Однако, поскольку Baikal BE-S1000, вероятно, еще не существует в своем окончательном виде, это, вероятно, только предварительные оценки, а не фактические измеренные характеристики.

Оценка производительности процессора Baikal BE-S1000 Источник: Baikal Electronics, через Дмитрия Кузнецова/Twitter

Следует сказать, что этот процессор еще не совсем готов к выпуску. Новым на данный момент является то, что первые рабочие образцы кремния уже доступны и успешно запущены (bring-up). С этого этапа может пройти еще некоторое время, прежде чем появятся относительно нормальные рабочие инженерные образцы, а затем, в конечном итоге, и серийные процессоры. Но если все пойдет быстро, коммерческое производство и продажи могут начаться примерно через 9–12 месяцев (при этом образцы для клиентов будут продаваться раньше).

Планируемый объем производства Baikal BE-S1000 Источник: Baikal Electronics, через Дмитрия Кузнецова/Twitter

Это вполне согласуется с планом, фактически объявленным компанией, которая планирует произвести первые 10 000 единиц этих процессоров к концу 2022 года, а затем немного увеличить их в течение 2023 года, когда должно быть произведено около 30 000 единиц. Это не особо крупные партии, но следует помнить, что это продукт с достаточно узкой нишей обслуживания российских госорганов и им подобных структур. За пределами российского рынка и в целом, когда противопоставляются технологически более совершенные готовые процессоры от AMD, Intel или даже Ampere, вероятно, будет очень мало, если вообще будет, возможностей для продажи клиентам, которые не впечатлены фактором происхождения. местный (и, следовательно, контролируемый) поставщик.

Следующая версия со 128 ядрами по 6-нанометровому техпроцессу. Но по крайней мере через четыре года

В будущем компания планирует выпуск гораздо более мощных процессоров. Предполагается, что второе поколение этих серверных процессоров, Baikal-S2 (вероятно, BE-S2000), будет иметь набор инструкций ARMv9 с ядрами Neoverse N2 с тактовой частотой 3,0 ГГц или выше. Предполагается, что чип будет иметь 128 таких ядер и производиться по 6-нм техпроцессу, возможно, опять же на TSMC. Этот процессор будет иметь восьмиканальный контроллер DDR5 и должен составить конкуренцию сегодняшнему Epyc 7003 Milan с ядрами Zen 3. Но в отличие от них, он будет включать поддержку PCI Express 5.0 (до 192 линий).

Дорожная карта ЦП сервера Baikal, показывающая поколение Baikal-S2 Zdroj: Baikal Electronics, через Дмитрия Кузнецова/Twitter

Однако этот ЦП не будет готов в течение длительного времени, он запланирован только в дорожной карте на 2025 год, а это означает, что российская компания по-прежнему будет отставать от современного уровня техники, доступного от мировых производителей ЦП.

[От редакции] Да, два выпуска в один день, но поверьте мне, этот этого заслуживает. Обнаружилось кое-что очень интересное, о чем, я думаю, стоит рассказать. Российская Федерация собирается заменить все государственные компьютеры с процессорами Intel и AMD x86 на российский ARM Design. Причины этого кажутся простыми: они считают, что оба кремниевых гиганта могут иметь в своих карманах руку, принадлежащую АНБ и ЦРУ.

Всегда хотел разместить на сайте фотографию Путина.

Номенклатура, вероятно, вдохновленная AMD, от имени озера Байкал. Процессор Байкал имеет строго российскую разработку и основан на архитектуре ARM Cortex A57 с поддержкой 64-битной архитектуры. С технической точки зрения это система на кристалле или SoC. Его тактовая частота составляет 2 ГГц, и он будет выпущен где-то в 2015 году. Выбранная операционная система — Linux (что неудивительно), а чип будет иметь 8 ядер. Планируется более мощная серверная версия с 16 ядрами, но она должна появиться где-то в 2016 году. Нам сообщили о двух вариантах: M и M/S. Не спрашивайте меня, что они означают, потому что я, честно говоря, понятия не имею. Подводя итог:

Подождите, компания Baikal Electronics, которая скоро станет очень богатой, стоит за российскими процессорами Baikal. Сейчас Российская Федерация покупает около 700 000 ПК и около 300 000 серверов, что соответствует 1,3 млрд долларов США. Чистый рынок, который Россия откажет США, составляет примерно 3,5 миллиарда долларов США [Источник]. Между прочим, этого недостаточно, чтобы нанести какой-либо ущерб Соединенным Штатам, и при этом это не нанесет значительного ущерба ни одному из чиповых гигантов. Но, тем не менее, этот шаг очень впечатляет, в основном из-за огромного риска, на который они идут, переделывая хорошо смазанный механизм (в данном случае правительство) и радикально меняя фундаментальную часть.

Излишне говорить, что они знают, что делают. Но вот та часть, которая действительно интересна. Если эти Байкальские процессоры спонсируются государством на таком уровне, мы можем увидеть, как некоторые важные инновации произойдут прямо у нас под носом. Теперь в отчете подразумевается, что эти процессоры будут использоваться только для государственных компьютеров и серверов, но я полагаю, что если процессоры будут успешными, они могут стать нормой на рабочем месте в России, а Intel и AMD сузятся до нишевого рынка. И только представьте, что произойдет, если эти процессоры начнут поставляться в остальной мир. Я не знаю, бояться или взволнован в этом сценарии. Теперь люди из Phoronix вполне уверены, что эталонные тесты должны появиться в ближайшее время, и вы можете рассчитывать на их появление здесь, когда они появятся. Поверьте мне, ребята, это одна из тех историй, на которую стоит обратить внимание.

Сайед Мухаммад Усман Пирзада. Мы удовлетворяем вашу постоянную потребность быть в курсе современных технологий. Ставьте нам лайки, пишите нам в Twitter или +1, чтобы быть в курсе наших круглосуточных обновлений, обзоров, руководств и многого другого.

Эльбрус-8С МЦСТ не получил одобрения крупнейшего банка России.

СберИнфра, технологическое подразделение Сбера, крупнейшего российского банка, оценило российские процессоры МЦСТ Эльбрус-8С в различных рабочих нагрузках, но результаты оказались крайне неутешительными, и процессоры не прошли тест. В качестве основных причин сбоя тестировщики назвали «Недостаточно памяти, медленная память, мало ядер, низкая частота. Функциональные требования вообще не были выполнены». Однако надежда есть, считают инженеры СберИнфры.

Доморощенное оборудование…

В рамках продолжающегося конфликта с западным миром после аннексии Крыма в 2014 году и продолжающейся войны против Украины Россия публично заявила о своем намерении заменить аппаратное и программное обеспечение, разработанное в США и Европе, собственными технологиями. С аппаратной стороны это означало переход с x86-платформ AMD Epyc и Intel Xeon Scalable на собственные ЦП, такие как процессоры МЦСТ «Эльбрус», основанные на проприетарной VLIW-подобной архитектуре, а также SoC на базе Arm от Baikal Electronics.< /p>

На данный момент некоторые российские государственные учреждения и компании, контролируемые государством, внедрили системы на базе «Байкал» и «Эльбрус». Но когда дело доходит до критически важных серверов, никто не использует доморощенные машины. Это происходит в значительной степени из-за того, что большинство машин российского производства имеют меньшее количество ядер (по сравнению с основными серверами), недостаточный объем медленной и устаревшей памяти, низкие тактовые частоты и плохую оптимизацию программного обеспечения «из коробки».

«Сервер Эльбрус-8С очень слаб по сравнению с Intel Xeon Cascade Lake», — сказал Антон Жбанков, представитель СберИнфры, на конференции Elbrus Partner Day (через ServerNews.ru) в начале этого месяца. "Недостаточно памяти [256 МБ], медленная память, мало ядер, низкая частота. Функциональные требования не выполнены вообще."

Эльбрус-8С: 8C/8T, 1,30 ГГц, 16 МБ L3, расчетная мощность 70 Вт, четырехканальная память DDR3-1600, 28 нм, 250 FP64 GFLOPS
Intel Xeon Gold 6230: Cascade Lake-SP, 20C/40T, 2,10–3,90 ГГц, 27,5 МБ L3, 125 Вт TDP, 14 нм
Эльбрус-8CB: новая микроархитектура, 8C/8T, 1,50 ГГц, 16 МБ L3, TDP 90 Вт, четырехканальная память DDR4-2400, 28 нм, 576 FP64 GFLOPS

По сути, оценка СберИнфры стала первым углубленным тестированием платформы «Эльбрус-8С» в банковском приложении. Оценщики сравнили двух- и четырехпроцессорные машины Эльбрус-8С (от 16 до 32 ядер на коробку) с двухпроцессорным сервером на базе процессора Intel Xeon Gold 6230, который компания использует в настоящее время. СберИнфра не смогла протестировать более мощный Эльбрус-8СВ, так как он до сих пор недоступен, несмотря на то, что официально представлен.

…Не может конкурировать со стандартными деталями

Являясь одним из крупнейших банков в Европе, который предлагает гораздо больше услуг, чем просто банковские услуги, Сбер предъявляет определенные требования к оборудованию и имеет собственную методологию тестирования для оценки машин, которые он рассматривает для развертывания. Эта методология включает следующее:

Функциональное тестирование (44 параметра, чтобы убедиться, что платформа может запускать то, что нужно Сберу, и может управляться так, как это нужно Сберу);
Синтетическое тестирование (с использованием PGbench из пакета PostreSQL, а также SPEC CPU 2017);
Тестирование приложений (с использованием приложений Java).

Каждый сервер начинается с его шасси и некоторых общих функций, таких как удаленное управление, которые Sber оценивает в рамках своей процедуры функционального тестирования. Судя по всему, машина МЦСТ «Эльбрус-8С» не прошла 84% функционального тестирования Сбера, так как ее нельзя было легко снять со стойки, отсутствовали надлежащие светодиодные индикаторы и поставлялась без удаленного управления, что в значительной степени делало ее непригодной для использования в коммерческих центрах обработки данных. . Однако надежда есть.

«Одним из удивительных моментов в сервере «Эльбрус-8С» было то, что это реальный продукт, — сказал Жбанков. «Это был настоящий сервер, который нам дали. […] Это реальный продукт со своими недостатками, множеством недостатков, но мы можем с ними работать».

Сводка оценки Эльбрус-8С

4-процессорный Эльбрус-8C против 2-процессорного Intel Xeon Gold 6230
ЦП SPEC 2017	2,62 (базовый) ~ в 3,15 (пик) раза медленнее
PGbench/PostreSQL	1,7 (профиль только для чтения) ~ в 3,3 (профиль чтения и записи) раз ниже
Java	Время отклика в 23–26 раз выше

В то же время в тестах PGbench/PostreSQL машина Xeon Gold 6230 оказалась в 1,7 (профиль только чтение) ~ 3,3 (профиль чтение-запись) раза лучше (по количеству транзакций на 100 000 долларов США), чем сервер Эльбрус-8С в зависимости от рабочая нагрузка, которая значительна, но не намного ниже.

С Java-приложениями или эмулируемыми рабочими нагрузками Java ситуация стала намного хуже для платформы Эльбрус-8С, которая показала в 23–26 раз большее время отклика и не соответствовала ни одному из требований Сбера к качеству обслуживания. По словам компаний, хорошая новость заключается в том, что благодаря оптимизации производительности время запуска и время отклика приложений Java улучшилось. Машина «Эльбрус-8С» по-прежнему была не совсем конкурентоспособна по сравнению с сервером Xeon, но ее производительность можно улучшить с помощью программных настроек.

Потребуются годы, чтобы наверстать упущенное

Но хотя инженеры СберИнфры ожидали, что машина «Эльбрус-8С» будет работать намного хуже и на порядки медленнее, чем машина Intel Xeon Gold 6230 2019 года, даже двух-трехкратная разница в производительности достаточно значительна, чтобы коммерческие компании не стали развертывать платформу, так как это не имеет финансового смысла.

"На данный момент Сбербанк говорит, что нет, мы не можем развернуть машины Эльбрус в нашей экосистеме, но мы приятно удивлены, что это вообще работает", — сказал Жбанков.

Пока есть проблемы даже с самим дизайном системы МЦСТ, поэтому производительность процессора — это то, что ни Сбер, ни любой другой гиперскейлер даже нормально не оценят. Говоря о производительности процессора, компания представила Эльбрус-8СВ несколько лет назад, и ожидается, что он появится в ближайшее время. Этот чип обещает значительно более высокую производительность за счет новой микроархитектуры и улучшенной поддержки памяти. Кроме того, у МЦСТ есть довольно амбициозная дорожная карта серверов, которая включает в себя 12-ядерный процессор «Эльбрус», 16-ядерный процессор, снятый с производства в прошлом году, и даже 32-ядерную систему на кристалле для систем класса PetaFLOPS.

В будущем процессоры МЦСТ «Эльбрус» станут значительно быстрее, чем сегодня. Тем не менее, проблема в том, что у компании уходит огромное количество времени на разработку новых процессоров и вывод их на рынок (например, Эльбрус-8СВ был анонсирован в 2018 году). Поэтому к моменту появления амбициозных 32-ядерных «Эльбрусов» чипы AMD и Intel будут на порядки быстрее и эффективнее по показателю производительности на ватт, чем сегодня. В связи с этим возникает вопрос, догонят ли различные отечественные китайские или российские процессоры процессоры ведущих разработчиков.

Ответ кажется многогранным. Такие компании, как MCST, могут разрабатывать ЦП, которые достаточно хороши для офисных рабочих нагрузок. Такие системы вполне могут быть развернуты правительствами, которые могут доплачивать за поддержку отечественных разработчиков ЦП и не использовать иностранные технологии.Самодельные ЦП также можно использовать для создания суперкомпьютеров, если такие вещи, как масштабируемость и энергоэффективность, не вызывают беспокойства. Однако не похоже, что такие отечественные процессоры в ближайшее время не догонят разработки AMD, Intel и новых разработчиков серверных SoC на базе Arm.

Читайте также: