Intel расширяет проектирование «облачных» чипов на заказ
В корпорации по индивидуальным проектам разрабатывают для крупных онлайн-сервисов специализированные микросхемы на основе Xeon и FPGA
Intel расширяет деятельность по созданию на заказ чипов для онлайн-гигантов вроде eBay и Facebook: специализированные процессоры дают им прибавку в быстродействии и, как надеются в корпорации, еще одну причину продолжать покупать продукцию Intel.
Чипы, разрабатываемые в Intel, содержат серверный процессор Xeon и программируемую логическую матрицу (Field Programmable Gate Array, FPGA), которые помещены в общем корпусе. На FPGA исполняются алгоритмы, разработанные специально для нужд конкретного заказчика.
«По нашим оценкам, при выполнении определенных приложений матрицы FPGA позволяют увеличить быстродействие на порядок по сравнению с обычными Xeon», — отметила Дайана Брайант, генеральный менеджер подразделения Intel по центрам обработки данных.
Для Intel это новая стратегия — еще несколько лет тому назад все клиенты корпорации фактически получали одни и те же процессоры общего назначения. Можно было выбирать разные тактовые частоты, количества ядер и другие особенности, но по сути конструкция чипа была для всех одинаковой.
С появлением онлайн-гигантов наподобие Google, Facebook, Amazon и eBay ситуация изменилась. У этих компаний относительно небольшой набор приложений, но обслуживают они колоссальное число пользователей: единственная рабочая задача может выполняться на десятках тысяч серверов. А еще у онлайн-компаний большие покупательские возможности.
В результате экономика процессорного бизнеса начала меняться. Если заказчик закупает тысячи серверов для какой-то одной рабочей нагрузки, Intel становится экономически выгодно оптимизировать процессор только для этой задачи. Заказчик готов заплатить за проектирование процессора больше, если тот позволит увеличить быстродействие или экономить энергию.
В Intel уже проектировали специализированные чипы на заказ. В прошлом году в корпорации создали примерно полтора десятка уникальных конструкций, в том числе процессоры для Facebook и eBay. Но эти чипы были относительно мало изменены по сравнению с типовыми; к примеру, у них могли быть частично отключены ядра или добавлены дополнительные порты ввода-вывода.
Интеграция FPGA с Xeon — уже другой уровень. В некоторых случаях, по словам Брайант, в Intel «прошивают» в Xeon инструкции алгоритма, отлаженного перед этим на программируемой логической матрице. В этом году в Intel планируют создать уже больше 30 конструкций чипов.
По мнению Натана Бруквуда, аналитика Insight 64, у крупнейших заказчиков корпорации теперь будет меньше заинтересованности в лицензировании конкурентных конструкций процессоров, например ARM, и в оптимизации их для своих алгоритмов. Еще один конкурент x86 — Power8, архитектура, разработанная в IBM, которую корпорация с недавних пор предоставляет по открытой лицензии. Power8 тестируют в Google.
Как отметила Брайант, есть два варианта использования матриц FPGA. Один из них — провайдер онлайн-сервиса тестирует какую-либо рабочую нагрузку на сборке из Xeon и FPGA, чтобы выяснить, обеспечивает ли она желаемые преимущества. Если да, в Intel аппаратно реализуют специализированный алгоритм в Xeon и выпускают такой процессор отдельно, без FPGA.
Во втором варианте используются возможности перепрограммирования FPGA. Сервис-провайдер покупает серверы на двухчиповой сборке и программирует матрицу в зависимости от рабочей задачи, которую нужно оптимизировать. Если в дальнейшем потребности меняются, чип можно перепрограммировать.
По словам Брайант, производство сборок Xeon-FPGA планируется начать уже скоро. Они будут совместимыми на уровне разъема с обычными Xeon, благодаря чему заказчики смогут устанавливать их в стандартные серверы.
Брайант назвала две тенденции, способствующие спросу на специализированные чипы: появление крупномасштабных облачных приложений, работающих на огромных серверных пулах, и переход на гибкую программно-конфигурируемую инфраструктуру.
Брайант отметила, что приложения меняются так быстро, что разработчики не успевают проектировать и выпускать на рынок все новые чипы. Использование программируемых логических матриц — отличный способ идти в ногу с инновациями в мире ПО, добавила она.