AMD EPYC to najlepsze procesory serwerowe na świecie. Oto główny ku temu powód

Serwery i pobór prądu - czemu warto postawić na AMD EPYC™

Choć niekoniecznie zdajemy sobie z tego sprawę, serwery odgrywają bardzo ważną rolę w naszym codziennym życiu. Ilekroć odwiedzamy jakąś stronę www, tudzież korzystamy z aplikacji komunikującej się z Internetem, a takich szczególnie na smartfonach i tabletach nie brakuje, to właśnie one odpowiadają za efekt, który widzimy na ekranie. To jednocześnie bardzo lukratywny segment rynku dla producentów sprzętu, na którym można zarobić spore pieniądze. Nic więc dziwnego, że firmy nieustannie pracują nad nowymi produktami, które mogłyby pomóc im zyskać nowe kontrakty. Jedną z nich jest AMD, która w temacie procesorów serwerowych od dłuższego czasu jest w ofensywie, za sprawą CPU z rodziny EPYC™. Pierwsze modele z tej linii ukazały się w 2017 roku i od tego czasu firma wypuściła jeszcze dwie kolejne generacje, w odstępach dwuletnich. Tempo wydawnicze jest więc bardzo dobre, podobnie jak jakość produktów, gdyż każda kolejna seria coraz mocniej daje się we znaki konkurencyjnemu Intelowi. W dzisiejszym artykule będziemy się zajmować właśnie procesorami AMD EPYC™, ale nie od strony stricte wydajności, lecz efektywności energetycznej.

Pobór prądu to aspekt, który w przypadku serwerów ma duże znaczenie. Zobaczmy, jakie korzyści zapewniają w tej kwestii procesory AMD EPYC.

Jak wygląda sprawa poboru prądu w przypadku serwerów

Jeżeli chodzi o powody, dla których pobór prądu serwerów ma istotne znaczenie, myślę że jako najważniejszy można wskazać rosnące ceny energii, ale nie tylko, gdyż obecnie dla przedsiębiorstw ważny jest także trend redukcji tzw. śladu węglowego. Przy czym wyzwania, przed jakimi stoją firmy świadczące usługi, są niemałe, gdyż stale rosnące wymagania aplikacji wykorzystywanych przez korporacje oraz coraz większa konsumpcja treści sprawiają, że mocy obliczeniowej potrzeba więcej i więcej. Przekłada się to oczywiście na wzrost liczby serwerów, co generuje koszty bezpośrednie, z uwagi na zużycie energii przez maszyny, jak i pośrednie, związane z ich chłodzeniem. Według Energy Innovation serwery i chłodzenie to 43% łącznego poboru prądu przez centra danych, a z kolei Departament Energii Stanów Zjednoczonych szacuje, że jedno piętro takiego centrum zużywa 10-50 razy więcej energii niż w przypadku budynku biurowego. Innymi słowy, chcąc ograniczyć tempo wzrostu wymagań energetycznych centrów danych i serwerowni, trzeba w pierwszej kolejności zająć się właśnie serwerami, tzn. ich efektywnością, której poprawa przynosi redukcję wspomnianych wyżej kosztów bezpośrednich i pośrednich.

W jaki sposób można zredukować zużycie energii serwera

Spośród komponentów sprzętowych serwera, największym konsumentem energii elektrycznej jest bezsprzecznie procesor, tak więc to CPU jest podzespołem determinującym stosunek wydajności na wat dla całej maszyny. Narzędzia, jakimi dysponują producenci procesorów, aby podnosić efektywność swoich produktów, to m.in. optymalizacje architektury, przechodzenie na niższe procesy technologiczne oraz zwiększanie tzw. gęstości rdzeni, czyli ich liczby w pojedynczym CPU. Szczególnie ten ostatni aspekt ma duże znaczenie, gdyż większa liczba rdzeni w każdym z procesorów to mniejsza liczba tzw. racków wymaganych do przetwarzania tych samych zadań, gdyż w każdym racku znajduje się więcej zasobów obliczeniowych. I trzeba przyznać, że w przypadku AMD EPYC upakowanie rdzeni jest doskonałe, gdyż w ramach pierwszej generacji mieliśmy modele maksymalnie 32-rdzeniowe, a od drugiej dostępne są także warianty 64-rdzeniowe. Patrząc na trzecią generację AMD EPYC o nazwie kodowej Milan, topowe jednostki z 64 rdzeniami i 128 wątkami charakteryzują się współczynnikiem TDP równym 225 W albo 280 W. Za to jeśli chodzi o konkurencję, to Intel w ramach linii Ice Lake oferuje procesory Xeon maksymalnie 40-rdzeniowe i 80-wątkowe, gdzie takiej specyfikacji towarzyszy TDP wynoszące 270 W.

Jak zatem widać, w temacie tzw. gęstości rdzeni przewaga (i to znaczna) jest po stronie AMD. Co więcej, rdzenie Zen 3, używane przez EPYC 3. generacji, bynajmniej nie są słabsze od Sunny Cove, wykorzystywanych przez Xeony Ice Lake. Wręcz przeciwnie, w sporej części zadań są szybsze, a to sprawia, że większa liczba rdzeni bezpośrednio przekłada się na wyraźnie większą moc obliczeniową przy zbliżonym lub niższym współczynniku TDP, ergo stosunek wydajności na wat jest znacząco lepszy  w przypadku propozycji AMD. Jak ocenia sam producent, środowisko z 1200 maszynami wirtualnymi wymaga albo 15 serwerów z procesorami Intel Xeon 8380, albo 10 maszyn z CPU AMD EPYC 7713. Co do korzyści z tego wynikających, o 33% mniejsza liczba serwerów to szacunkowo redukcja zużycia energii o 32% oraz koszt posiadania za okres trzech lat (ang. Total Cost of Ownership; w skrócie TCO) do 41% niższy. Jednocześnie jest to równoważne ze spadkiem emisji równoważnika dwutlenku węgla (CO2e) o 70 ton rocznie. A warto dodać jeszcze, że AMD ma w swojej ofercie także procesory EPYC z technologią 3D V-Cache, która pozwala zwiększyć pojemność cache L3 trzykrotnie, co w niektórych zastosowaniach przynosi wymierne korzyści wydajnościowe.

Praktyczne przykłady firm, które postawiły na rozwiązania AMD

Trudno się zatem dziwić, że nie brakuje firm, które zaufały rozwiązaniom AMD i w tym gronie można wymienić m.in. Ateme oraz DBS Bank. Zaczynając od pierwszej z nich, Ateme specjalizuje się w dostarczaniu wideo, a jej klienci to operatorzy telewizji kablowej i satelitarnej oraz przedsiębiorstwa telewizyjne i telekomunikacyjne. Gdy tylko na rynku pojawiły się serwery Dell PowerEdge, bazujące na drugiej generacji procesorów AMD EPYC, Ateme od razu postanowiło im się przyjrzeć, przeprowadzając testy w opracowanym przez siebie, wymagającym scenariuszu 24-godzinnego kodowania wideo. Firma była bardzo zadowolona z uzyskanych rezultatów, czego efektem było wdrożenie maszyn Dell PowerEdge R6515, wykorzystujących 64-rdzeniowe procesory AMD EPYC 7702P, zaledwie cztery miesiące po ich rynkowym debiucie. Nowe serwery pozwoliły na redukcję zużycia energii o ok. 50% i w bardzo krótkim czasie udział CPU od AMD w serwerach budowanych dla Ateme osiągnął aż 80%. Przedsiębiorstwo podkreśla także, że dzięki większej mocy obliczeniowej, zapewnianej przez procesory AMD EPYC, może skorzystać z bardziej wymagających ustawień kompresji wideo, co pozwala zwiększyć jakość dostarczanych treści lub ograniczyć wymagane pasmo (ang. bitrate). Współpraca między Ateme i AMD naturalnie jest kontynuowana i w chwili obecnej firma korzysta także z CPU EPYC 3. generacji.

Przechodząc do DBS Bank, ta korporacja finansowa jest jednym z liderów cyfrowej transformacji w Azji i w związku z tym jej wymagania co do sprzętu są bardzo wysokie. Przedsiębiorstwo stawia przede wszystkim na wirtualizację zamiast fizycznych maszyn i aktualnie 99% zadań wykonywanych jest w prywatnej chmurze firmy, a docelowo współczynnik ten ma wynosić 99,6%. Podobnie jak Ateme, również DBS Bank skorzystał z serwerów Dell z serii PowerEdge, a konkretniej PowerEdge R7425 i PowerEdge R6525. Komputery te bazują na 2. generacji procesorów AMD EPYC, wykorzystując modele 32-rdzeniowe, 48-rdzeniowe i 64-rdzeniowe. Dodatkowe rdzenie pozwoliły korporacji zwiększyć liczbę maszyn wirtualnych obsługiwanych przez pojedynczy rack, a ponadto firma podkreśla istotną rolę pamięci RAM, której rozwiązanie AMD pozwala zainstalować o 33% więcej na serwer. Jeżeli zaś chodzi o efektywność energetyczną, serwery z CPU AMD EPYC pozwoliły ograniczyć zużycie energii o 50%, co jest bardzo dobrym wynikiem.

AMD osiągnęło na rynku serwerów duży sukces i chce dalej się rozwijać

Reasumując, procesory AMD EPYC to obecnie nie tylko najszybsze serwerowe CPU na rynku, w szczególności w wariancie z 3D V-Cache, ale także najefektywniejsze energetycznie. Doskonały współczynnik wydajności na wat pozwala firmom zredukować wydatki na energię elektryczną, w tym związane z chłodzeniem maszyn, w porównaniu do zbliżonej od strony osiągów konfiguracji z procesorami Intel Xeon. W związku z tym coraz więcej przedsiębiorstw decyduje się skorzystać z serwerów bazujących na AMD EPYC i poza wymienionymi wyżej, w tej grupie można wskazać choćby Cloudflare, Nokia czy Microsoft ze swoją platformą chmurową Azure. Co więcej, plany AMD na najbliższy czas są bardzo ambitne i czerwoni nie zamierzają zwalniać tempa – jeszcze w tym roku chcą wprowadzić 96-rdzeniowe modele na architekturze Zen 4, a w przyszłym nawet 128-rdzeniowe generacji Zen 4c. Odzwierciedleniem coraz mocniejszej pozycji AMD na rynku serwerów są oczywiście wyniki finansowe, gdzie w ostatnim kwartale segment "Data Center" zanotował 1,5 mld dolarów przychodu i 472 mln dolarów zysku operacyjnego, co stanowi wzrost o odpowiednio 83/131% rok do roku.

Poza tym na sprawę warto spojrzeć z jeszcze innej perspektywy. Mianowicie dynamiczny rozwój AMD na rynku serwerów to korzyści także dla użytkowników komputerów osobistych. Dlaczego? Dlatego, że procesory AMD Ryzen dla pecetów to dokładnie ta sama architektura rdzeni co serwerowe jednostki EPYC, a główna różnica między nimi to liczba rdzeni oraz kanałów pamięci i linii PCIe. Zatem dobra sprzedaż zarówno CPU dla desktopów, jak i serwerów zasila budżet na badania i rozwój, tym samym przyczyniając się do opracowania kolejnych, jeszcze lepszych generacji. A ponieważ stale rosnąca jakość produktów to nic innego jak impuls do dalszego wzrostu udziału rynkowego, koło się zamyka. I myślę, że tak właśnie będzie wyglądać przyszłość AMD i na dobrą sprawę tego właśnie należy im życzyć, bo zacięta konkurencja to coś, na czym wszyscy zyskują.

*Artykuł powstał we współpracy z Mind Cloud One Sp. z o.o.