V létě jste si mohli přečíst zprávu o tom, jak si v Rusku teď vyrábí (přesněji řečeno, navrhují, výroba bude u TSMC) vlastní ARM procesory Baikal-M, které se montují i do počítačů určených pro státní zprávu. Šlo o poměrně zastaralý SoC ještě s úplně prvními 64bitovými jádry Cortex-A57. Ale teď už má stejná firma o dost lepší procesor: 48jádro s novější architekturou, které by mohlo zastoupit levnější serverové Xeony a Epycy.
BE-S1000
Firma Baikal teď oficiálně poodhalila serverový procesor Baikal-S, či podrobnějším označením BE-S1000 (objevuje se také označení BE-S1000X, je možné, že to bude finální verze, zatímco BE-S1000 je označení předprodukčních čipů). Jde o 48jádrový procesor, jenž běží na frekvenci 2,0 GHz v základu a 2,5 GHz v maximálním boostu – zatím není známo, zda je tento boost možné dosáhnout na všech jádrech (třeba při nějakých zátěžích málo vytěžujících FPU/SIMD), nebo jen s nižším počtem aktivních jader.
Jako architektura už by měl být použitý Cortex-A75 z roku 2017 s 64/64KB L1 cache a 512KB L2 cache. Jde o jádro, které bylo třeba v Snapdragonu 845. Podporuje už novější instrukční sadu ARMV8.2A a také by mělo mít o dost lepší IPC než Cortex-A57 v předchozím čipu, i když nebude pro serverový SoC ještě tak dobré, jako Neoverse N1 (což je upravený Cortex-A76). Zde má ruská firma pořád určité zpoždění v implementaci proti aktuálně dostupné a jinde již reálně používané technologií od ARMu.
TDP procesoru je 120 W, což není na 48 jader špatné, ale je třeba pamatovat, že výkon na jedno jádro nebude na dnešní poměry nic moc a aktuálnější architektura ARMu by se stejným rozpočtem asi dokázala víc. Výroba by měla být na 16nm procesu TSMC s FinFETy, což není už úplně aktuální technologie, ale ze starších technologií pořád přináší výrazně lepší výkon a energetickou efektivitu proti již skutečně zastaralému 28nm procesu (na kterém jsou vyráběné Baikaly-M).
Procesor má 32MB L4 cache, jádra jsou ve 12 čtyřjádrových klastrech, kde v každém je sdílená 2MB L3 cache. V SoC je integrovaný šestikanálový řadič pamětí DDR4-3200 s ECC, je možné osadit až 768 GB. Procesor má také řadič PCI Express 4.0 s 80 linkami, kde 48 linek lze také používat jako koherentní rozhraní CCIX. Integrovaná jsou také dvě gigabitová rozhraní Ethernet a nějaká USB, UARTy a GPIO.
Schéma procesoru Baikal BE-S1000 (Zdroj: Baikal Electronics)Jak se patří na serverový procesor, je podporováno spřažení více CPU na jedné desce, maximálně je možné mít až čtyřprocesorovu (4S) sestavu, snad s použitím oněch rozhraní CCIX. Procesor používá socket LGA 3467 a má podobné rozměry jako Xeony do LGA 3647, rozměr CPU je 58,0 × 75,5 mm. Je možné, že socket je podobný, aby se ušetřilo při jeho výrobě a montáž chladiče mohla být kompatibilní s Xeony.
RISC-V v management enginu
Procesor je sice založený na architektuře ARM, ale našla si do něj cestu i volná instrukční sada RISC-V. Řídící jednotka procesoru starající se o také o Secure Boot a podobné funkce (možná také o technologie vzdálené zprávy) totiž není na bázi ARMu, ale používá jádro RISC-V. Je možné, že v budoucnu by Baikal chtěl architekturu ARM opustit a přejít na tuto instrukční sadu úplně, nicméně to by při dnešním stavu hardwarového i softwarového ekosystému asi bylo něco, co může nastat až za několik let, kdežto ARM je pro serverovou roli nyní již docela dobře připraven.
Alternativa ke starším Xeonům a Epycům
Firma již také ukázala nějaká čísla o výkonu těchto CPU, která můžete vidět na slajdech. Podle výrobce by procesor Baikal BE-S1000 (nebo BE-S1000X) už měl zhruba být schopný nahradit starší a levnější serverové procesory x86, například Intel Xeon Gold 6148 (20jádro Skylake-SP) nebo AMD Epyc 7351 (16jádrový Zen, první generace Naples), oboje z roku 2017. Případně Huawei Kungpeng 920 (také ARM) z Číny. Nicméně protože Baikal BE-S1000 ještě asi neexistuje ve finální podobě, jsou toto asi jen předběžné odhady, ne reálně naměřený výkon.
Je třeba říct, že toto CPU není ještě úplně připravené k vydání. Momentálně je novinka to, že již jsou k dispozici první fungující vzorky křemíku, které se podařilo rozběhnout (tzv. bring-up) a také úspěšně nabootovat. Od tohoto stádia může ještě nějakou dobu trvat, než budou k dispozici poměrně normálně fungující inženýrské vzorky a pak eventuálně sériově vyráběné procesory. Ale pokud půjde vše rychle, mohla by komerční výroba a prodej začít třeba za 9–12 měsíců (přičemž vzorky pro zákazníky mohou být dodávány dříve).
Tomu celkem odpovídá avizovaný plán firmy, která chce mít údajně do konce roku 2022 vyrobených prvních cca 10 000 kusů těchto procesorů a poté výrobu více rozjet v průběhu roku 2023, kdy má být vyrobeno nějakých 30 000 kusů. Nejde o nijak velké série, je ale třeba pamatovat na to, že jde o produkt s poměrně úzkým zaměřením na ruské vládní úřady a podobné subjekty. Mimo ruský trh a obecně ve volné konkurenci proti technologicky lepším dnešním procesorům AMD, Intel či třeba Ampere pro něj asi uplatnění moc nebude, pokud mu u odběratele nezabere onen faktorem lokálního (a tedy kontrolovaného) dodavatele.
Galerie: Ruské serverové ARM procesory Baikal-S a Baikal-S2
Příští verze se 128jádry na 6 nm. Ale až v za čtyři roky
Do budoucna firma ale plánuje i o dost silnější procesory. Druhá generace těchto serverových CPU, Baikal-S2 (asi BE-S2000) má už mít instrukční sadu ARMv9 s jádry Neoverse N2 na taktu 3,0 GHz nebo víc. V čipu už má být rovnou 128 těchto jader a má být vyráběný na 6nm procesu, asi opět u TSMC. Tento procesor již bude mít osmikanálový řadič DDR5 a má již být konkurenceschopný proti dnešním Epycům 7003 Milan s jádry Zen 3, ovšem na rozdíl od nich již bude obsahovat podporu PCI Express 5.0 (až 192 linek).
Toto CPU ale bude hotové až za dlouhou dobu, v roadmapě je naplánováno až na rok 2025, takže ruská firma pořád bude ve skluzu oproti tomu, co budou nabízet globální výrobci CPU.
Tip: Ruské procesory Baikal BE-M1000 a počítače iRU Opal a iRU Agat
Zdroje: Baikal Electronics, techPowerUp, Dmitrij Kuzněcov/Twitter (1, 2)
