数据中心的“变奏曲”,EPYC的“Show Time”

数据中心的“变奏曲”,EPYC的“Show Time”

时间:2020-01-08 13:11 作者:admin 点击:
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如果从计算的历程来看,过去50年,由摩尔定律影响的芯片创新,推动了整个计算产业发展。计算本身并不是新鲜事物,但随着集成电路的规模越来越接近物理极限,摩尔定律面临终结。

随之带来的结果就是数据中心陷入到一种“渐进式”创新的节奏当中。

尼古拉斯·尼葛洛庞帝在《数字化生存》中写道:渐进思想是创新的最大敌人。

的确,互联网模式推动了大规模数据中心的兴起,同时以x86服务器标准为蓝本,数据中心的创新逐渐走向标准化,也因此有了数据中心创新枯竭的说法。

如果不是2017年,AMD决定重返数据中心市场,并推出了EPYC(霄龙)这样的颠覆性的产品。很难想象,今天的数据中心市场会处在一种怎样的创新的“慢速”环境中。

数据中心创新继续一种节奏的变换,作为一种新型的服务器处理器,第二代 AMD EPYC正为数据中心树立了更高的标准。突破性的设计使 EPYC在多种业内性能基准测试中胜出,迄今为止保持 140多项世界纪录。

而此时此刻,EPYC为推动数据中心创新加速的表演已经开始,这就是EPYC的“Show Time”。

数据中心正面临诸多挑战

数据中心的发展一定程度上,代表了数字经济发展的走向。同时,随着5G和物联网时代的到来,数据中心也在发生着转变。

首先,新兴技术对算力的需求愈发澎湃 。

5G关键技术的网络传输速度可以比4G快100倍,网络时延比4G缩短50倍。这意味着移动端的应用,会因为5G时代的到来,有更多复杂应用的出现,这些复杂和大量的内容,对数据中心将会造成巨大压力。同时,AI技术的普及,带来的算力的爆炸性需求。当大量的数据,甚至没有规律的数据,用深度学习的算法去找到最优解,这就催生了算力需求的爆发。

其次,数据中心的规模在不断变大。

某权威调研机构发布的报告显示:2019年全球IDC市场的规模达到了680亿美元。同时,数据中心使用量的增长使得机架的使用量也在快速增长,IDC的机房在向超大规模集中化、模块化、定制化的方向演进。比如,互联网公司现在建设的数据中心,一开始就要希望达到5000个机柜,才有可能未来的业务可扩展的需求。

第三,节能环保成为数据中心最核心的考量。

2019年初发布得《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》,明确提出:到2022年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平,新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到1.4以下的明确要求。可见,绿色环保,已经是当下数据中心建设的核心要求。除了通过,绿色数据中心建设实现节能之外,处理器架构能够带来的根本性节能,也将是未来的一个重点。

第四,数据中心运维成本逐渐走高,在安全稳定的前提下,降低成本成为重要课题。

一方面,基于安全和隐私保护的需求,企业往往选择自建数据中心,但自建数据中心又会带来较高的运维成本,所以高效运行数据中心,甚至是将云数据中心和边缘数据中心作为一个整体,来降低运维成本来高效运营数据中心是一个重要的方向。而另一方面,从处理器架构这样的芯片级就能够保证绝对的安全,这也是一个非常值得思考的方向。

EPYC给数据中心来带何种答案?

实际上,针对这些数据中心所面临的挑战,我们固然可以通过大量的技术运维团队,模块化的数据中心搭建等手段来走向实现,但如果直接从处理器层面来实现高效,节能,安全,这是不是会让数据中心的效率得到更好的提升呢?

AMD给出的答案是:YES!

第一,对应算力需求爆发这种根本性的难题。EPYC 7002 系列处理器可以带给服务器最高的性能。

从制造工艺上,基于7nm技术的x86处理器。7002 系列的双倍核心密度加上针对提升周期指令数进行的优化,实现浮点性能达到第一代 EPYC的 4倍。同时,7nm制程工艺同时也带来更高能效,这让第二代EPYC能够以一半的功耗达到同等的性能。

数据显示,采用 EPYC处理器的系统在许多行业性能基准测试中,无论是整数、浮点、虚拟化、数据库还是高性能计算,都表现出色,优于业界同级别的产品。这对于特别依赖CPU性能的数据中心需求更是至关重要。例如,石油和天然气勘探、内存数据库、大数据分析、大型渲染,还是标准数据中心应用,高度并行的工作负载现在有了更多的核心可以使用。以实现,在同等空间内计算的密度更高,性能也就更高。

第二,对应数据中心对安全和隐私保护的难题,EPYC从芯片底层就设计了全链路的安全防护能力。

一方面,EPYC通过先进的安全功能实现强化到硬件核心的安全性。它率先集成了专用安全处理器,为安全启动、安全内存加密 (SME) 和安全加密虚拟化 (SEV) 等安全功能提供了基础。减少企业对数据风险的担忧。

另一方面,EPYC处理器拥有从BIOS、内存加密到虚拟机加密技术的全面技术。比如,安全信任根技术用于验证以确保无损的初始 BIOS 软件启动;采用加密内存后,由于获得的任何数据都是加密的,因此能够防范对主内存完整性的攻击(如冷启动攻击);通过对每台虚拟机进行加密来保护隐私和完整性。

第三,EPYC带来的高度灵活性,让运维得以简化,效率得到大幅提升。

AMD从来都是开放的姿态,所以EPYC也从不让客户感觉到被锁定。企业能够根据应用来灵活选择处理器,而不必担心是否遗漏任何重要功能。而对高性能计算的需求上,EPYC是率先支持 PCIe 4.0 的x86 架构服务器处理器,从而更高速地连接高性能计算集群,满足对横向流量带宽的巨大需求。同时,EPYC 7002系列处理器,能兼容几乎所有软件,并与开源社区和主流软件供应商密切合作,以确保企业的应用和支持软件可以非常好地与EPYC兼容。

最核心的一点:传统CPU通常必须升级为双路服务器才能解决资源不平衡问题。而借助 EPYC,单路服务器就可以满足普通双路服务器的大部分工作负载需求,在增加计算密度的同时降低购置、电力和散热成本。借助单路 EPYC服务器,VMware vSphere 或 vSAN 这类按处理器数量计费的软件,许可成本可以降低多达 50%!

一举打破渐进式创新的困局

客观的说,数据中心如今面临的多种多样的问题都指向了一个明确的点,就是:如何在一个固定的空间中,以更低的成本,提供更高的计算力。

而从上面的分析可见,EPYC的出现,恰恰解决了这个最根本的痛点。所以说,AMD重新定义了数据中心,一点都不为过。

这就是为什么业界一些顶级的服务器品牌会很快与AMD联手去研发基于EPYC的服务器产品。某服务器品牌的负责人就告诉我,“7nm制造工艺的产品,单CPU的设计,最初听起来处理能力似乎有一定的局限,但单CPU可以具有64核和128线程的处理能力,它的性能还是非常可观的。”

首先,EPYC带给了数据中心用户一个全新的选择。具该品牌服务器的研究测算:在保证提高性能和速度的前提下,采用AMD EPYC处理的的服务器,能够帮助客户在硬件成本降低46%,软件成本能够有70%的降低,这对于客户来说,的确是具备了很好的性价比。

其次,由于EPYC有基于单CPU特性和高性价比的特征,所以对于一些特定场景的开拓非常有帮助,比如应用在高频交易、虚拟桌面、高性能计算,以及数据库的管理和深度学习等方面。比如在软件定义存储、视频、监控等应用上,EPYC服务器可以充分发挥出各子系统的设计功能,它的优势不仅仅体现在芯片上,因为整个服务器的架构包括CPU,内存、硬盘、I/O,四个子系统都会充分发挥出设计和配置上的优势,来满足业务应用的需求。

最后,数据中心多年来受制于摩尔定律所限,已经进入到渐进式创新的困境,而AMD EPYC的不断创新,引领着数据中心进入一个突破式创新的新节奏当中。