Así son los nuevos procesadores de AMD para servidores con 32 núcleos

«AMD ha vuelto, y está aquí para quedarse», dice entusiasmado Mark Papermaster, vicepresidente senior de tecnología e ingeniería en el fabricante de chips norteamericano. No es para menos, tras años en los que la compañía no ha podido seguir el ritmo de productos destinados a profesionales y grandes corporaciones que demandan el máximo rendimiento a su máximo rival, AMD ha logrado lanzar un gran portfolio destinado a los profesionales con su nueva familia de procesadores Ryzen y EPYC para los centros de datos.

Mantener una gran oferta en el negocio de los centros de datos es clave durante la próxima década. Almacenar información es cada vez más barato, se guarda todo, pero ahora e necesitan algoritmos y un gran poder computacional para darles sentido y que sirvan a las empresas o gobiernos. Ahí es donde entran los centro de datos, las tarjetas gráficas con una gran potencia de calculo y las redes neuronales que ya tienen en marcha Google o Facebook.

Pese a las grandes victorias de la compañía en las últimas semanas (procesador de Xbox One X y gráficas en toda la gama de Mac que tiene tarjetas dedicadas), AMD tiene claro que este año el mercado profesional ser su mayor baza. «Vamos a doblar nuestra oferta antes de que acabe el año»

Epyc es una familia de procesadores cuyo objetivo es ofrecer una gran cantidad de núcleos, más ancho de banda que la competencia y un innovador protocolo de canales de entrada y salidas en máquinas de doble socket, las más utilizadas, y en las de un sólo socket, propósito que atrae mucho a AMD y donde creen que pueden marcar una «gran diferencia».

Epyc traslada la arquitectura x86 Zen de AMD a los 32 núcleos.

Arquitectura, rendimiento y puntos fuertes

La familia se compone de 4 gamas desde la más básica que cuenta con 8 núcleos físicos a la gama de más alto rendimiento con 32 núcleos. Todos cuentan con los mismos canales de DDR, 128 líneas de PCI express y las funciones de seguridad que AMD ha incluido. La compañía ha hecho mucho énfasis en que, a diferencia de sus competidores, el cliente sólo tiene que pagar por el rendimiento que necesite.

Según Papermaster, Epyc puede atender al 95% de los clientes que demandan servidores para sus negocios en la nube. Y el rendimiento por watio y su precio no lo hacen competir contra Broadwell de Intel, sino «contra lo próximo que saquen», aseguran desde AMD.

Tanto en rendimiento en cálculo con números enteros como de coma flotante las ventajas son significativas, según las escasas métricas que ha mostrado AMD en su sede en Austin, Texas, este lunes. El ancho de banda es una de sus claves, sobre todo de cara a futuro donde cada vez es más importante alimentar los núcleos constantemente y muy rápido para ahorrar en costes.

Con 8 canales de memoria en cada procesador EPYC, un servidor de dual socket puede tener 32 ranuras DIMMS con 16 canales. Más simple: 4 terabytes de memoria RAM.

Estos procesadores han sido diseñados desde cero durante casi cinco años, ya que AMD no podía competir con su antigua arquitectura. Empezaron desde la arquitectura y diseño de núcleo, luego su intercomunicación para que fuese lo más rápida posible y finalizaron con un nuevo diseño FinFET para hacer una pastilla de silicio más grande y densa en componentes. Más silicio en el mismo tamaño de socket.

Por cierto, el socket servirá, como mínimo, para las dos próximas generaciones de procesadores Zen, dice AMD. Es una de las claves para invitar a las grandes corporaciones a invertir con ellos.

Lo más sorprendente es su sistema de gestión de entradas y salidas. De suma importancia en la nueva era en la que entramos de inteligencia centralizada y tratamiento masivo de datos mediante chips gráficos, que son, básicamente, máquinas de hacer cuentas. Han logrado un ancho de banda de 256GB/s por socket y una latencia, según dicen, mínima con cada GPU. También han logrado quitarse de por medio los PCIe switches.

Finalmente, aunque el mercado esté dirigido hacia soluciones de doble socket, AMD ha hecho un gran énfasis en su gama de productos de un solo socket que denominan «sin compromiso», ya que cuentan con casi todas las ventajas fundamentales del doble socket, como gestión de muchas líneas de PCIe.

En seguridad, lo más llamativo es su sistema de cifrado de memoria volátil de forma constante a través de un chip dedicado independiente completamente del procesador e invisible para el sistema operativo. Desde AMD señalan su importancia, ya que la mayoría de «hacks» son desde dentro y esto evita lectura física de datos que tengan instancia en la memoria RAM. Xataka preguntó sobre el impacto en el rendimiento, y AMD, que no pudo dar cifras exactas, indicó que se perdía poco más de un 1%. Dependerá de varios factores, y la compañía no dio detalles concretos.

Consumo

Ahora bien, para empresas gigantes que tienen cientos de ordenadores en funcionamiento, el consumo es igual de importante que el rendimiento. Aquí la medida estrella es potencia de cálculo por watio. Según los estudios de AMD, los procesadores son la mitad del consumo en los centros de datos normales, por lo que es un elemento crucial para ganar eficiencia energética.

Los ingenieros de AMD han llegado a varias funciones interesantes. Por ejemplo, el procesador cuenta con miles de sensores de temperatura que se comunican con el sistema de gestión de potencia energética y la frecuencia del procesador para distribuir cargas de trabajo entre núcleos constantemente.

Lo mejor es su sistema de regulación de voltaje dinámico por núcleo. Ahora el procesador no operará al voltaje que indique el núcleo con mayor carga y velocidad de trabajo, sino que cada núcleo operará a una frecuencia y voltaje. A más frecuencia necesita más voltaje y, por ende, consumes más.

A los clientes les van a ofrecer varias herramientas de control para ahorrar energía manteniendo cierto tipo de requisitos. Una empresa puede seleccionar un rendimiento constante, así que ajustará el ahorro energético cuando pueda. Pero también se puede establecer un consumo máximo y operar al máximo rendimiento que permita dependiendo de cada situación.

En el hub de entradas y salidas, ahora que no hay switches PCIe, el procesador puede bajar el voltaje completo de las partes que no necesite. Así es posible tener 128 canales sin que se dispare el consumo.

Por último, AMD lanzó una indirecta a los que ven en ARM el futuro de estas máquinas de trabajo en empresas: «Hacer servidores de bajo consumo a toda costa es muy fácil, lo difícil es bajar el consumo cuando quieres tener el máximo rendimiento».

EPYC es la primera piedra de máquinas listas para el futuro en IA

Ahora bien, el futuro está enfocado al tratamiento de datos y el entrenamiento de redes neuronales que puedan dar sentido a miles de millones de entradas. Para esos cálculos se necesitan tarjetas gráficas, que es el único elemento que sigue creciendo en rendimiento lineal o exponencialmente.

Por ello, a partir de junio, distribuirán estas bestias de la computación a sus partners. Son gráficas para servidores y cuentan con refrigeración pasiva y una gran capacidad de cálculo.

AMD ha dicho que la inteligencia artificial es tan importante que no pueden permitirse que sólo tres o cuatro compañías tomen el control. Quieren, además, ofrecer compatibilidad con todos los frameworks populares y crear una plataforma open source. Ogi Brkic, de Radeon Technology, asegura que antes de que acabe el año habrá empresas utilizando servidores AMD con EPYC y Radeon muy compactos y con capacidades de cálculo cercanas a los 100 teraflops.

Su plataforma ROCm 1.6 permite a los desarrolladores acceder directamente a las operaciones de más bajo nivel dentro de la gráfica, algo que siempre se ha demandado para realizar operaciones determinadas en menos tiempo. «Es como volver a la vieja escuela, programando en ensamblador», dijo Gregory Stoner, director de Radeon Open Compute. «Es fantástico». Tienen varias herramientas de comunicación directa entre código Python o C++ y la GPU. Algunos periodistas preguntaron cuál era su oferta comparada a Google o Nvidia, claros líderes en el sector. AMD dijo que ellos no ofrecen la plataforma completa desde el software al hardware, sino que se enfocan sólo en un punto. De momento, les está funcionando.

AMD ha vuelto

No es sólo un slogan poco creativo. Es cierto. Tras muchos años estancados como una alternativa barata a Intel, parece que AMD ha logrado dos grandes hitos con Ryzen y EPYC en el mercado profesional y de las grandes corporaciones. Es clave para la compañía, y para Intel, tener relevancia en se sector, ya que el mercado de consumo ha virado hacia soluciones portátiles de bajo consumo. Sin embargo, los dispositivos móviles dependerán cada vez más de compañías que tienen que tratar una inabarcable cantidad de datos. Y allí tienen que estar AMD para ofrecer una alternativa a Intel, que ha estado dictando el ritmo y precio durante años.

Y pronto os podremos ofrecer más información de Ryzen Pro en Xataka, destinados a los profesionales de edición de vídeo o investigadores.