在這個數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代,生產(chǎn)力的發(fā)展正從動力時代向算力時代加速進(jìn)化?!八懔Α敝饾u廣義于計算能力,已經(jīng)成為集信息計算力、數(shù)據(jù)存儲力、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)載力于一體的新型生產(chǎn)力,呈現(xiàn)多元泛在、智能敏捷、安全可靠、綠色低碳的發(fā)展趨勢。
有數(shù)據(jù)顯示,算力產(chǎn)業(yè)每投入1元,將平均帶動3-4元經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。作為支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要“底座”,算力在深度融入制造、交通、教育、航空航天、金融、傳媒、氣象、石油勘探等各行各業(yè),驅(qū)動我國經(jīng)濟(jì)社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型、助推經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展等方面發(fā)揮著重要作用,并且正在加快嵌入和生長,呈現(xiàn)出供給普惠化、應(yīng)用多樣化的發(fā)展態(tài)勢。
今年7月30日,在山東濟(jì)南舉辦了中國首屆算力大會,以“算賦百業(yè)力導(dǎo)未來”為主題,旨在展示我國算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)最新成果,搭建政產(chǎn)學(xué)研對接平臺,加強(qiáng)國內(nèi)外算力技術(shù)和產(chǎn)業(yè)交流合作,推動算力賦能千行百業(yè),助力我國經(jīng)濟(jì)社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型。作為芯片產(chǎn)業(yè)的一名“老將”,AMD已經(jīng)感知到時代潮水的方向。隨著半導(dǎo)體技術(shù)精進(jìn),半導(dǎo)體制程技術(shù)也在飛速發(fā)展,并助力算力的不斷提升,AMD作為一家擁有53年歷史的半導(dǎo)體公司,正在努力為中國提供更強(qiáng)的算力基礎(chǔ)平臺,為經(jīng)濟(jì)生活、生產(chǎn)帶來新的算力基礎(chǔ)。
隨著“東數(shù)西算”工程全面啟動,一定層面上也意味著我國已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字化轉(zhuǎn)型的白熱階段,算力無疑是競爭的新焦點。
城市、企業(yè)想要變得更加智慧,離不開更強(qiáng)大的算力來支撐各領(lǐng)域的數(shù)據(jù)運(yùn)營與智能運(yùn)行。我國高度重視算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),出臺了一系列政策規(guī)劃,為算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明方向,特別是新基建、“東數(shù)西算”工程,使得算力成為當(dāng)下熱門的科技話題。有專家稱,“東數(shù)西算”將是一項開啟算力經(jīng)濟(jì)時代的世紀(jì)工程。
在國家的統(tǒng)籌規(guī)劃下,我國算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn),在建成全球最大的5G網(wǎng)絡(luò)和千兆接入網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上加快布局建設(shè)智能綠色的算力基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)工信部最新數(shù)據(jù)顯示,截至2022年6月底,我國已啟動建設(shè)多條“東數(shù)西算”干線光纜。在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模超過590萬標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架,服務(wù)器規(guī)模約2000萬臺,算力總規(guī)模超過150EFlops,近五年平均增速超過30%,排名全球第二。
我國算力產(chǎn)業(yè)鏈條正在持續(xù)完善,包括算力設(shè)施、算力平臺、算力服務(wù)等在內(nèi)的具有國際競爭力的算力產(chǎn)業(yè)生態(tài)初步形成,一批具有示范效應(yīng)的算力平臺,新型數(shù)據(jù)中心以及產(chǎn)業(yè)基地相繼落地。
作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的核心競爭力,算力潮涌,需求激升。當(dāng)越來越多的“算龍頭”應(yīng)運(yùn)而生,隨之而來有數(shù)字生產(chǎn)力的飛躍,也會有繼續(xù)提升“單位機(jī)柜算力”的追求,但在數(shù)據(jù)中心建成以后,伴隨而來的最大投資就是能耗。
據(jù)測算,2021年,全國數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模達(dá)到543.6萬架,同增27%;全年數(shù)據(jù)中心能源消耗達(dá)2166億千瓦時,同增44%,占全社會用電量的2.6%;二氧化碳排放量約1.35億噸,同增3915萬噸。預(yù)計到2030年,全國數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模將達(dá)1125萬架;能源消耗總量5915億千瓦時,占全社會用電量5%以上;二氧化碳排放約3.4億噸,占全國二氧化碳排放量的比例接近3%。
不難發(fā)現(xiàn),數(shù)據(jù)中心將是2030年“碳達(dá)峰”難度最大的行業(yè)之一。因此,在落實“雙碳”目標(biāo)的大背景下,如何用更低的功耗提供更強(qiáng)的算力已經(jīng)成為亟待解決的問題。
而對此,“老將”AMD已經(jīng)給出了最優(yōu)解。在單位功耗算力越來越受到重視的當(dāng)下,一方面AMD在制程上不斷前進(jìn),追求更佳,從14nm突破至7nm;另一方面,AMD也通過改進(jìn)架構(gòu)及創(chuàng)新技術(shù)來提升算力。所有這些技術(shù)的創(chuàng)新,使產(chǎn)品可以用更低的功耗提供更高的性能。今年3月,AMD推出的基于Zen 3架構(gòu)、采用領(lǐng)先7nm制程的第三代AMD EPYC處理器,代號“Milan-X(米蘭-X)”,再次實現(xiàn)性能突破。
這些性能和功能最終將幫助客戶更少的部署服務(wù)器并降低數(shù)據(jù)中心能耗,從而降低總體擁有成本(TCO)、減少碳排放并實現(xiàn)其環(huán)境可持續(xù)性的目標(biāo)。目前,AMDEPYC已經(jīng)創(chuàng)造了250多項世界紀(jì)錄,并且還在繼續(xù)創(chuàng)造更多紀(jì)錄,助力高性能算力不斷突破。
可見,AMD近年來在不斷突破算力的同時,也在積極探索節(jié)能新路徑,AMD的“30x25”目標(biāo)正是為此,即到2025年,AMD的加速數(shù)據(jù)中心計算節(jié)點要在2020年基礎(chǔ)上實現(xiàn)30倍的能效提升,并計劃從2020-2030年在日常運(yùn)營上減少50%的溫室氣體排放。在我國“雙碳”目標(biāo)下,AMD的高性能產(chǎn)品正在為各大企業(yè)、各大行業(yè)以及整個社會的綠色數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供支撐,打造更綠色的計算底座。
不久前,剛在世界超算兩大學(xué)術(shù)會議上大放異彩,基于AMD EPYC CPU和AMD Instinct加速器的Frontier超級計算機(jī)在Top500、Green500和HPL-AI性能排行榜上獲得第一名,這在業(yè)界尚屬首次。據(jù)了解,F(xiàn)rontier的Linpack最大計算性能達(dá)到了的1.1exaflops,使其成為世界上最快的超級計算機(jī),也是首個突破exascale(百億億次級)瓶頸的系統(tǒng)。此外,AMD還擁有64核、128線程、8DDR通道、三級緩存256MB,基準(zhǔn)頻率為2.45GHz(最大加速頻率3.50GHz),功耗為280W的AMD 7763處理器,它是目前AMDEPYC處理器中綜合性能強(qiáng)勁的代表產(chǎn)品。
AMD EPYC處理器采用先進(jìn)半導(dǎo)體制程和創(chuàng)新架構(gòu),迄今已經(jīng)創(chuàng)造了250多項服務(wù)器計算性能世界紀(jì)錄,并為最新Top500榜單中全球最強(qiáng)的超級計算機(jī)提供動力。憑借如此不俗的算力技術(shù),AMD更加有信心將扎根中國、服務(wù)中國,努力推動數(shù)字化產(chǎn)業(yè)生態(tài)的發(fā)展,并通過不斷地科技創(chuàng)新,持續(xù)提升算力和能耗比,為數(shù)據(jù)中心市場源源不斷注入新的活力。
實際上,在半導(dǎo)體、處理器技術(shù)的發(fā)展過程中,AMD一直受到很多的挑戰(zhàn),AMD之所以能做到今天的成果,背后有幾個非常重要的技術(shù)創(chuàng)新。
首先就是小芯片(chiplet)技術(shù)。傳統(tǒng)半導(dǎo)體處理器是在大芯片上去不斷加強(qiáng)功能、提升速度、增加密度,但總是受到各種工藝的限制,難度越來越大。小芯片技術(shù)是另一種提高處理器性能的重要方式,引入分區(qū)多芯片設(shè)計,因此可以將許多較小的低核心數(shù)芯片連在一起,生產(chǎn)出具有更多核心的CPU。各個小芯片彼此協(xié)同工作,就像它們是一塊大芯片,這樣既簡化了處理器的制造,又可提供可擴(kuò)展平臺、更多功能和更好性能。
其次就是當(dāng)業(yè)界還在津津樂道EPYC7763處理器高達(dá)256M的緩存有效幫助客戶增強(qiáng)各種應(yīng)用性能的時候,AMD的下一個創(chuàng)新已經(jīng)落地:基于Zen3架構(gòu)、采用領(lǐng)先7nm制程的第三代AMDEPYC處理器,代號“Milan-X”。“Milan-X”的緩存已經(jīng)達(dá)到768M,這便是AMD另一項領(lǐng)先的設(shè)計與封裝技術(shù)——3DV-Cache緩存堆疊技術(shù),3D V-Cache技術(shù)帶來卓越的密度和能效,采用AMD 3D V-Cache技術(shù)的處理器可為關(guān)鍵任務(wù)的技術(shù)計算工作負(fù)載提供突破性性能。
這稱得上是一項令人為之傾倒的技術(shù)了。
此外,AMD除了在自己的產(chǎn)品上不斷進(jìn)行創(chuàng)新和投入,也積極參與大量業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的制定,包括USB接口、PCIe接口、DDR內(nèi)存等。所有這些積累與技術(shù)創(chuàng)新,都使得AMD的產(chǎn)品可以用更低的功耗提供更強(qiáng)勁的性能。
未來,隨著算力需求的不斷提升,將推動數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展,而推進(jìn)高性能數(shù)據(jù)中心發(fā)展的關(guān)鍵之一,便是數(shù)據(jù)中心的每顆處理器的核心。AMD也將繼續(xù)堅持技術(shù)創(chuàng)新,專注于把產(chǎn)品做到最好,致力于為我國提供更強(qiáng)、更低碳綠色的算力基礎(chǔ)平臺,助力我國順利完成“東數(shù)西算”和“碳中和”的戰(zhàn)略目標(biāo)。
AMD正在通過幫助來自制造業(yè)、生命科學(xué)、金融服務(wù)、氣候研究等眾多關(guān)鍵研究領(lǐng)域的合作伙伴和客戶部署各種規(guī)模的集群領(lǐng)導(dǎo)著HPC的發(fā)展。例如,AMD EPYC處理器正在為泰國國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展局的最新超級計算機(jī)提供動力,并為醫(yī)學(xué)、天氣預(yù)報等方面的研究提供性能。此外,俄亥俄州超級計算機(jī)中心近日宣布的全新HPC集群Ascend,也是由基于AMD EPYC處理器的Dell Technologies PowerEdge服務(wù)器驅(qū)動。
AMD Instinct和ROCm生態(tài)系統(tǒng)可為客戶提供針對HPC、AI和機(jī)器學(xué)習(xí)以及HIP和OpenMP編程模型、編譯器工具鏈和科學(xué)與工業(yè)應(yīng)用分析工具等關(guān)鍵應(yīng)用程序的支持。此外,AMDAccelerator Cloud還可提供一個可遠(yuǎn)程訪問、評估和充分利用AMD Instinct加速器和ROCm軟件的環(huán)境。
云端HPC
云端HPC通過擴(kuò)大其對計算的訪問,釋放了關(guān)鍵的研究應(yīng)用程序和商業(yè)工作負(fù)載,進(jìn)而實現(xiàn)更好的產(chǎn)品設(shè)計并加速上市時間。使用機(jī)密計算的最新Google Cloud C2D虛擬機(jī)(VMs)擴(kuò)展了AMD EPYC處理器的勢頭,為領(lǐng)先的云服務(wù)提供商提供高性能且高效的HPC解決方案。電動超級跑車廠商Rimac最近采用了基于使用AMD3D-Cache技術(shù)的第三代AMD EPYC處理器的Microsoft(微軟)Azure HBv3虛擬機(jī),以提高其電動車超級跑車模擬的性能和可擴(kuò)展性。
云端HPC的普惠性
AMD正在通過幫助來自制造業(yè)、生命科學(xué)、金融服務(wù)、氣候研究等眾多關(guān)鍵研究領(lǐng)域的合作伙伴和客戶部署各種規(guī)模的集群,領(lǐng)導(dǎo)HPC的發(fā)展。我們矢志于讓HPC的算力以更高效便捷的方式對外提供,將HPC價值徹底釋放;
●采用基于使用AMD 3DV-Cache技術(shù)的第三代AMD EPYC處理器的Microsoft AzureHBv3虛擬機(jī),為Rimac提高其電動車超級跑車模擬的性能和可擴(kuò)展性;
●云端HPC通過擴(kuò)大其對計算的訪問,釋放了關(guān)鍵的研究應(yīng)用程序和商業(yè)工作負(fù)載,進(jìn)而實現(xiàn)更好的產(chǎn)品設(shè)計并加速上市時間。
AMD平臺推動E級超算的秘密
AMD EPYC處理器:獨特“ZEN3”架構(gòu)、領(lǐng)先的7nm制程工藝、強(qiáng)大1/0(128條PCle4.0通道)和內(nèi)存帶寬等優(yōu)勢,讓AMD EPYC助力Frontier突破Exascale瓶頸;
Infinity架構(gòu):AMD Infinity架構(gòu)助力x86性能、效率、安全功能和整體系統(tǒng)吞吐能力大幅提高,AMD Infinity Fabric技術(shù)實現(xiàn)芯片間高帶寬、低延遲的互連和一致性的結(jié)構(gòu);
AMD Instinct加速器E:AMD Instinct加速器提供靈活的高性能計算引擎、高帶寬內(nèi)存以及可擴(kuò)展的連結(jié)和通信技術(shù),為百億億級超級計算機(jī)的計算挑戰(zhàn)提供有力支持。