Neue Konkurrenz für Intel Huawei entwickelte leistungsstärkste Arm-basierte Server-CPU

Das in 7 nm gefertigte Kunpeng-920-SoC beinhaltet 64 von Huawei eigens entwickelte Armv8-CPU-Cores.
Das in 7 nm gefertigte Kunpeng-920-SoC beinhaltet 64 von Huawei eigens entwickelte Armv8-CPU-Cores.

Huawei hat eine Arm-basierte Server-CPU mit dem Namen Kunpeng 920 entwickelt, welche deutlich mehr Rechenleistung und Energieeffizienz liefert als alle bislang bekannten Konkurrenzprodukte. Huawei will sich zudem mit anderen Branchenakteuren zusammenschließen, um die Arm-Architektur voranzubringen.

Die Vielfalt der Anwendungen und Daten in Rechenzentren führt derzeit zu immer mehr heterogenen Hardware-Plattformen. Die von Huawei neu vorgestellten Kunpeng 920 CPUs und TaiShan-Server werden hauptsächlich in Big-Data-Analyse, verteilten Speichersystemen und Arm-nativen Anwendungen eingesetzt, wo es auf geringe Latenzzeiten und hohe Durchsatzraten ankommt.

Kunpeng 920 ist die leistungsstärkste ARM-basierte Server-CPU der Branche, wobei es eigentlich SoC statt CPU heißen müsste. Der in einem 7-nm-Prozess gefertigte Chip wurde von Huawei selbst auf Basis einer ARMv8-Architekturlizenz entwickelt. Die Verbesserung der Rechenleistung wurde u.a. durch verbesserte Algorithmen für die Sprungvorhersage, mehr Ausführungseinheiten im Backend und eine optimierte Speicher-Subsystemarchitektur erzielt. 64 CPU-Cores werden von einem Acht-Kanal-Speicherinterface unterstützt, das maximal DDR4-2933 ansteuern kann, die Bandbreite ist mit rund 1,5 TByte pro Sekunde vierfach so hoch wie noch beim Vorgänger. PCI Express 4.0 ist ebenfalls mit von der Partie, viele zuvor extern benötigte Chips für LAN, SAS-Controller sowie Funktionen einer Southbridge sind zudem fortan direkt im Kunpeng 920 integriert.

Die Prozessoren sind in erster Linie für die eigene TaiShan-ARM-Server-Familie gedacht, drei neue ARM-Server stehen in Kürze zur Verfügung.

Bei typischer Frequenz von 2,6 GHz erreicht die Kunpeng 920 CPU im SPECint Benchmarks Test über 930 Punkte, was 25 % höher ist als die beste Arm-Konkurrenz, konkret Marvells ThunderX2 und Ampere's eMAG, der kürzlich vom Huawei-Serverrivalen Lenovo übernommen wurde.

ThunderX2 und eMAG sind 16-nm-CPUs mit 32 Cores, die mit ähnlichen Taktfrequenzen laufen, aber langsamere DDR4 und Gen 3 PCIe Schnittstellen verwenden. Gleichzeitig ist die Energieeffizienz des Kunpeng 920 (Rechenleistung/W) um 30 % besser als die des Wettbewerbs. Die Speicherbandbreite übersteigt die Konkurrenz um 46 %. Die Systemintegration wird auch durch die beiden 100G RoCE-Ports erhöht.

Auch wenn die von Huawei genannten Werte im Vergleich zu anderen Arm-Server-CPUs beeindruckend sind, zeigt der Blick über den Tellerrand, dass zwischen dem Kunpeng 920 und x86 immer noch ein Abstand besteht, was die reine Rechenleistung angeht, insbesondere die Single-Thread-Rechenleistung. Während Huawei mit 64 Cores beim SPECint auf 930 Punkte kommt, benötigt ein Intel Xeon Gold nur 18 Cores für über 1.000 Punkte. Bei Anwendungen, die gut über mehrere CPUs skalieren, kann das Arm-SoC aber mithalten und schlägt Intel (der Xeon Gold mit 18 Cores hat eine TDP von 165 W) hinsichtlich der Energieeffizienz deutlich.

TaiShan:  Neuer Arm-basierter Server

Huawei hat heute auch neue Server der TaiShan-Serie auf Basis von Kunpeng 920 vorgestellt, darunter drei Modelle: eines mit Fokus auf Storage, ein weiteres auf High-Density und ein drittes auf beide Anforderungen. Die TaiShan-Server sind für große Datenmengen, verteilten Speicher und ARM-native Anwendungsszenarien ausgelegt. Basierend auf den TaiShan-Servern bietet Huawei Cloud-Services, Bare-Metal-Services und Cloud-Telefon-Services an.

Aufbau eines offenen und kollaborativen Arm-Ökosystems

Huawei fördert kontinuierlich die Zusammenarbeit der Industrie in Bezug auf Hardware, Basissoftware und Anwendungen. Huawei arbeitet mit Branchenorganisationen wie dem Green Computing Consortium (GCC), Linaro und der Open Edge and HPC Initiative (OEHI) zusammen, um ein offenes, kooperatives Branchen-Ökosystem aufzubauen, zusammen mit Partnern wie Hortonworks, Microsoft, Oracle, SAP, SUSE, Ubuntu und China Standard Software.

Auf der Hardware-Seite ist Huawei ein Kernmitglied von Linaro. Auf der Basissoftware-Seite ist Huawei Platin-Mitglied der OpenStack Foundation und Gründungsmitglied der Cloud Native Computing Foundation (CNCF). In Bezug auf Anwendungen ist Huawei dem GCC beigetreten. Die GCC hat den Green Computing Consortium Server Technical Standards Report veröffentlicht, zusammen mit anderen Bemühungen zum Aufbau einer Green Open Source Computing Community. Huawei ist auch Mitglied des OEHI.