Historische Trendwende AMDs Server-Prozessoren zukünftig auch mit ARM

AMD-CEO Rory Read kündigte Optereron-Prozessoren mit 64-bit-ARM-Cores an.
AMD-CEO Rory Read kündigte Optereron-Prozessoren mit 64-bit-ARM-Cores an.

Der Prozessorhersteller AMD wird Server-Prozessoren zukünftig auch mit 64-Bit-Cores von ARM bauen, statt ausschließlich auf die x86-Architektur zu setzen. CEO Rory Read hat diese neue Strategie jetzt in San Francisco vorgestellt. 2014 soll es die ersten Chips geben, möglicherweise sogar als Hybrid-Chips mit x86- und ARM-Cores.

Über Dekaden war AMD neben Intel der einzige Chip-Hersteller, der seine Prozessoren auf der x86-CISC-Architektur aufbaute. Der Erfolg war besonders bei den Server-Prozessoren limitiert, wo Intel u.a. dank überlegener Fertigungstechnologie einen Marktanteil von über 80 % erzielen konnte. Jetzt geht AMD auch einen alternativen Weg, laut CEO Read, weil die „Cloud einen Game-Changer“ darstellt. Rechenzentren sind ja das Herzstück des Cloud-Computing, und die Workloads dabei klein und hochgradig parallisierbar, was für traditionelle Server-Architekturen nicht ideal ist.

AMD wird dazu die von ARM lizensierten Original-Cores, die unter dem Codenamen „Atlas“ entwickelt und jetzt offiziell als Cortex-A57 vorgestellt wurden, zusammen mit eigener IP wie z.B. GPUs und vor allen Dingen einer "Freedom" genannten Schaltmatrix des SoC-Herstellers SeaMicro koppeln, einer Firma, die AMD gekauft hatte und welche die Technologie hat, Hunderte oder sogar Tausende Prozessor-Cluster zu verbinden. Eine eigene Mikroarchitektur auf Basis des ARM-Befehlssatzes, wie dies z.B. Qualcomm und Apple für Mobilgeräte entwickelt haben, wird AMD also nicht einsetzen. Die gesamte IP wird mit den ARM-Cores auf einem Chip integriert. Um die Kosten zu reduzieren, entwickelt AMD schon länger IP-Blöcke, die möglichst wiederverwertbar sind. Damit soll der Testaufwand reduziert werden.

Eigentlich wollte auch ARMs CEO Warren East der Pressekonferenz beiwohnen, konnte jedoch durch den Hurricane „Sandy“ bedingt nicht losfliegen. East dreht dann spontan am Flughafen in London im Taxi ein Video, das Read vorführte. In diesem erklärte East, wieviel Energie die Daten-Center von Google & Co. alleine durch Kühlung benötigen. Mit den Worten „Willkommen AMD“ schloß East, der mit AMD jetzt einen weiteren großen Lizenznehmer gewonnen hat, seinen Vortrag.

Erste AMD-Opteron-Prozessoren mit ARM-Cores kündigte Read für 2014 an. AMD geht zuerst den Server-Markt an, dort das höchste Wachstum zu erwarten sei, konkret wachsen die Investitionen in Rechenzentren pro Jahr um 33,3 %. Auf die Frage, ob man zukünftig auch für Client-PCs ARM-basierende Prozessoren bauen werde, antwortet Read, dass“ARM strategischer Partner sei und man die Geschäftsbeziehung über die Zeit ausbauen wolle“. AMD wird parallel seine Investitionen in Software erhöhen, um die OEMs wie Dell beim Einsatz der neuen SoCs zu unterstützen. Der Weg zu ARM war laut Read übrigens stark kundengetrieben.

Read erklärte weiter, dass AMD weltweit die einzige Firma sei, die „Weltklasse-Server- und System-Expertise“ in das ARM-Ecosystem einbringt. Zudem sei die SeaMicro-Schaltmatrix ein Element, dass AMD von anderen Anbietern von ARM-Chips für Server differenziert. ARM-CPUs haben zwar den Vorteil, sehr energieeffizient zu sein, können aber die Netzwerk-Schnittstellen nicht so gut mit Daten versorgen wie die leistungsstärkeren x86-CPUs. Wenn jede ARM-CPU direkt an das Netzwerk angekoppelt werde, habe man zwar eine hohe Rechenleistung, aber einen geringen Netzwerk-Datendurchsatz. Die Freedom-Schaltmatrix löst dieses Problem, indem mehrere CPUs in ein Cluster zusammengefasst werden und das Cluster an die Netzwerkschnittstelle angekoppelt wird. Zudem können Cores unterschiedlicher Architektur und Ethernet sowie externer Massenspeicher (bis 5 Petabyte = 5*1015 Byte) verbunden werden, laut Read die einzige Technologie auf dem Markt, die das beherrscht. Neben den neuen Opteron-Chips wird AMD auch weiter x86-Prozessoren herstellen, z.B. für Hipgh-Performance-Computing (HPC) oder Simulationen.

Nach unseren neuesten Informationen aus dem ARM-Umfeld plant AMD Quad-Core-Hybrid-Chips, bei denen zwei x86-Cores des Low-Power-Typs "Jaguar" mit zwei Cortex-A57 zusammen auf einem SoC integriert werden. Gerüchten zu Folge wird AMD seine High-Performance-x86-Cores und die Opteron-"x86-only"-Produktfamilie sogar zu Gunsten der neuen Chips einstampfen.

AMD erwartet in naher Zukunft einen Marktanteil von ARM-basierenden Server-Prozessoren im zweistelligen Prozentbereich. Auch aus Sicht von Jay Parikh, bei Facebook für die Infrastruktur verantwortlich, kommt es zunehmend auf mehr Rechenleistung pro Dollar und mehr Rechenleistung pro W an. Facebook hat heute zwar viel x86-Software, aber die Energiekosten machen laut Parikh einen Wechsel trotzdem lohnenswert. Er erklärte, dass im Hintergrund tausende Services laufen, manche CPU-lastig, manche Speicher-lastig und manche Netzwerk-lastig. Wie genau der Mix von x86- und ARM-Servern zukünftig aussehen werde, konnte er heute noch nicht sagen. Fest stehe jedoch, dass ein Prozessor-Cluster auf ARM-Basis nur die Hälfte bis ein Drittel der Leistung heutiger Architekturen aufnehmen werde.

Zuvor hatte AMD schon ARMs Cortex-A5 lizensiert und mit ARM und dessen Lizenznehmern MediaTek und Texas Instruments sowie Grafik-IP-Lieferant Imagination Technology die HSA-Foundation gegründet, deren offizielles Ziel darin besteht, heterogene Systemarchitekturen (HSA) auf Basis von CPUs und GPUs voran zu bringen. Der Cortex-A5-Prozessor soll mit ARMs TrustZone-Technologie als Security-Plattform auf AMD-Chips wirken.