从CPU看存储,PCIe 4.0已成高端服务器标配

发布时间:2022-04-18

随着计算机技术的发展以及网络设施的不断完善,智能手机、5G、人工智能、大数据、物联网以及智能驾驶汽车等领域得到快速发展带动了数据存储规模、计算能力以及网络流量的大幅增加,也对未来服务器和数据中心发展方向提供了参考。

 

2020年中国服务器市场出货统计(数据来源:资产信息网)

 

作为数据中心的重要核心,服务器的发展在一定程度上决定了数据中心的发展以不同架构体系的服务器组成来看,可分为CISC服务器(x86)、RISC服务器、EPIC服务器。其中,采用Intel、AMD或其它兼容x86指令集的处理器芯片以及Windows操作系统的服务器,是目前主流的服务器架构,在2020年中国服务器市场出货量占比中达到了96.17%。

 

因此,x86处理器的发展一定程度上决定了x86服务器的发展,从而影响了整个数据中心行业,根据x86处理器发展趋势,也能一窥未来数据中心发展路程。

 

 

x86服务器市场中,在AMD推出EPYC系列服务器处理之前,Intel在服务器处理器领域几乎做到了垄断程度,市场占比一度达到98%以上。而在AMD EPYC推出之后经过三代更迭,2021年发布的Milan处理器最高可达64核心128线程的规格更高的L3 Cache,更先进的台积电7nm 制程工艺,标配128通道PCIe 4.0扩展性能以及更具竞争力的性价比优势,让AMD在服务器处理器领域中得以反扑,在2021年第四季度达到10.7%的市占比。

 

 

根据AMD路线图显示,2022年,AMD将会正式推出第4代EPYC处理器——Genoa和Bergamo。两块处理器将会采用5nm制程工艺,支持12通道DDR5内存,频率高达5200MHz。此外还有高达128条PCIe 5.0通道,其中每条通道的带宽是目前PCIe 4.0的两倍。基于 PCIe 5.0,第4代EPYC 处理器还支持Compute Express Link (CXL)通信协议。

 

不同之处在于,Genoa面向HPC、数据中心,采用Zen 4内核,规格最高可达96核192线程而Bergamo则是专门为原生云工作负载而设计的,将会有最多128个Zen 4c内核,Zen 4c中的“c”更是表明了面向Cloud负载场景优化的趋势。

 

 

面对AMD的强势发展,即使Intel凭借多年来的先发优势和稳定在市占比上依然处于主导地位,但在制程工艺、核心规格、I/O等多方面已稍显落后。2021年Intel推出的第3代至强处理器——Ice Lake-SP,采用了10nm制程和Sunny Cove架构,最高规格可达40核,内存方面升级到了与AMD EPYC Milan相同的8通道DDR4-3200,单颗处理器最多可提供64条PCIe 4.0通道。但其优势在于AI任务上,Xeon 8380内置了AI加速器,在MobileNet、Bert语言处理、CV和NLP推理等方面都要优于核心数更多的EPYC 7763处理器。

 

 

Intel在去年架构日上公布了第4代至强处理器Sapphire Rapids,根据相关爆料,Sapphire Rapids采用小芯片封装,内部集成四个Die,彼此通过EMIB桥接互连,核心使用Golden Cove架构,采用10nm Enhanced SuperFin工艺制造,最高规格为56核,拥有支持CXL1.1的128条PCIe 5.0通道和8通道DDR5内存。

 

同时会延续英特尔的内置AI加速策略,支持英特尔高级矩阵扩展(AMX),集成DSA(数据流加速器)、QAT(快速助手技术)、DLBoost 2.0等多种加速器。此外,Sapphire Rapids还会推出HBM版本,搭载容量为64GB的HBM2E内存。

根据AMD及Intel的处理器发展路线可以了解到,2021年是其发展重要转折点,处理器性能的提升、I/O扩展性的增强以及两家企业你争我赶的良好竞争氛围,让x86服务器处理器在近两年内得以加速发展。

 

x86处理器的发展也对周边的存储设备起到了带动作用,让PCIe 4.0 SSD在数据中心占比大幅增长。据行业研究公司 Forward Insights在2021年第三季度的预测,2021年PCIe 4.0 在所有数据中心PCIe SSD的占比是19%,到2025年将增长至77%。

 

与此同时,华为鲲鹏920等支持PCIe 4.0 SSD的国产ARM架构处理器在中国服务器市场中占比的增长,也对PCIe 4.0 SSD的大量应用提供了硬件支持,而下一代的鲲鹏930更将支持带宽翻倍的PCIe 5.0,满足数据密集型应用高速吞吐需求。

 

根据华经产业研究院数据表示,2020年全球数据总量为51ZB,而到2025年数据总量预计将会达到175ZB。如此海量的数据存储、传输需求,只有性能更强、容量更大、更稳定耐用的存储设备才能支撑数字经济的蓬勃发展

 

为满足未来数据中心所面临的海量数据存储和高速传输需求宝存科技旗下PCIe Gen4 SP4E/SP4X系列固态硬盘最高容量可达7.68TB,在PCIe 4.0通道加持下最高读写速度分别可达6.5/3.5 GB/s;针对读密集型负载SP4E提供370K IOPS的7:3混合读写性能,给客户带来更好的效能体验;通过固件定制及调优,将99.99%稳态延迟降低到10ms以内,满足不同应用负载的快速响应要求;还提供高于业界标准的1.3*5Years DWPD,确保耐用性;并对多种处理器进行兼容性适配,满足各类服务器的多样化应用。面对更高性能要求的PCIe 5.0 SSD,宝存科技也将紧跟行业动态,敬请期待!

 

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