El apilamiento 3D permitirá escalar «más allá de la Ley de Moore»

Hace casi un año tuvimos la oportunidad de entrevistar a Roger Benson, Director Comercial Senior de AMD de la zona EMEA. En aquél momento nos encontrábamos en plena pandemia de la COVID-19, y por eso nuestras preguntas se centraron en parte alrededor de los desafíos que había generado y en cómo había respondido a ellos AMD.

Mucho ha llovido desde entonces. Es cierto que todavía no hemos superado totalmente la pandemia, pero la situación ha mejorado considerablemente y ya no es que estemos viendo la luz al final del túnel, es que estamos empezando a salir de él, poco a poco. Al final, es solo cuestión de tiempo hasta que alcancemos esa ansiada vuelta a la normalidad de forma plena.

El caso es que, gracias a AMD España, hemos tenido la oportunidad de volver a entrevistar a Roger Benson, y la realidad que vivimos actualmente nos ha permitido olvidarnos de la COVID-19 y centrarnos en preguntas más técnicas e interesantes. No quiero entreteneros más porque estoy convencido de que estáis deseando leer la entrevista, así que os dejo que disfrutéis de ella. Como siempre, podéis dejar cualquier duda en los comentarios.

[MCPro] Cuáles son las prioridades de AMD para los sectores comercial y empresarial en 2022?

[Roger Benson] Después del éxito que ha supuesto AMD EPYC™ en HPC y la nube, en 2022 estamos acelerando en la tecnología para TI empresariales y telecomunicaciones, además de en segmentos específicos de computación técnica.

Hemos visto que los clientes en el mercado empresarial adoptan servidores AMD EPYC para almacenamiento controlado por software y virtualización, y ahora vemos que los clientes utilizan cada vez más nuestros productos en soluciones de bases de datos y análisis.

En el sector de las telecomunicaciones, los clientes están certificando los servidores AMD EPYC para soluciones de redes esenciales y, en la era de las 5G, esperamos que también lleguen soluciones de servidores periféricos. Una de nuestras innovaciones más recientes en este ámbito es el procesador de servidor AMD EPYC 7003 de 3ª generación con 3DV-cache. Este ofrece un rendimiento hasta un 78 % superior al de la competencia en aplicaciones informáticas técnicas ampliamente implantadas de Siemens, Altair y ANSYS.

Cargas de trabajo de computación técnica como la automatización en el diseño electrónico (EDA), dinámica de fluidos computacional (CFD), análisis de elementos finitos (FEA) y análisis estructural, se ejecutan a gran velocidad. Lo que permite a nuestros clientes optimizar sus recursos de computación y completar los trabajos con una rapidez increíble.

Nuestros clientes aprecian que los productos de AMD son líderes y ofrecen ventajas en muchas áreas. En cuanto a las características de seguridad, AMD Secure Encrypted Memory ayuda a proteger los datos, incluso si la memoria se retira físicamente del servidor. Mientras que AMD Secure Encrypted Virtualization está diseñado para proteger la confidencialidad de sus datos en las a nivel local y en la nube. En cuanto a la sostenibilidad, los procesadores AMD EPYC alimentan los servidores x86 más eficientes energéticamente, ofreciendo un rendimiento excepcional y reduciendo los costes de energía.

[MCPro] AMD logró un importante punto de inflexión con Zen, y consagró el diseño MCM como solución todoterreno con la llegada de Zen 2 y Zen 3. ¿Cuáles son, a su juicio, los objetivos más importantes que ha conseguido AMD con su última generación de procesadores EPYC, basados en Zen 3?

[Roger Benson] El más reciente es el procesador AMD EPYC de 3ª generación basado en la arquitectura «Zen3», que alcanzó los objetivos de aumentar el rendimiento significativamente y añadir características de seguridad adicionales. EPYC es el procesador para servidores x86 con mayor rendimiento del mundo.

En marzo de este año también lanzamos el procesador para servidores AMD EPYC 7003 de 3ª Generación con 3D V-Cache™. Este producto, cuyo nombre en clave era «Milan-X», es un procesador x86 que utiliza una arquitectura con núcleo «Zen 3» y apilamiento vertical en 3D para la memoria caché, lo que permite disponer de 768 MB de caché L3 por socket. Este producto eleva el listón en cuanto a rendimiento en cargas de trabajo para el diseño de productos críticos y en computación técnica. Ofrece hasta un 78% más de rendimiento que la competencia en aplicaciones informáticas técnicas ampliamente implantadas de Siemens, Altair y ANSYS.

Las cargas de trabajo en computación técnica, como la automatización del diseño electrónico (EDA), dinámica de fluidos computacional (CFD), análisis de elementos finitos (FEA) y el análisis estructural se ejecutan a gran velocidad, lo que permite a nuestros clientes optimizar sus recursos informáticos y completar los trabajos con una rapidez increíble.

En cuanto a características de seguridad, nuestra 2ª generación previa con AMD Infinity Guard ya incluía características como AMD Secure Encrypted Memory, que está diseñada para proteger los datos incluso si la memoria se retira físicamente del servidor y AMD Secure Encrypted Virtualization, que ayuda a proteger la confidencialidad de tus datos en local y en la nube. En la 3ª generación de AMD EPYC con Zen 3, las características de AMD Infinity Guard han añadido SEV-SNP (paginación anidada segura) para ayudar a proteger los datos en uso a nivel de VM, añadiendo una nueva capa de protección en una nube multi-usuario.

[MCPro] La presencia de AMD en el sector HPC, y en otros mercados importantes como la nube, por ejemplo, ha crecido exponencialmente en los últimos años, gracias a los procesadores EPYC y a las aceleradoras AMD Instinct. ¿Por qué cree que los principales jugadores del sector han apostado, cada vez más, por las soluciones de AMD?

[Roger Benson] AMD ha escuchado con atención las necesidades de sus clientes, tanto de HPC como de otros segmentos, y las ha tenido en cuenta al definir la arquitectura AMD EPYC y las hojas de ruta de los productos. En concreto, los clientes de HPC nos dijeron que necesitaban un equilibrio entre un alto rendimiento en cálculo, un gran ancho de banda de memoria y un gran ancho de banda de E/S. Hemos diseñado las CPU AMD EPYC para que sean sólidas y estén equilibradas en cuanto a todos esos requisitos.

Respecto al rendimiento, nuestras últimas CPUs AMD EPYC de 3ª generación se basan en la arquitectura de núcleos «Zen 3» con hasta 64 núcleos y hasta 32 MB de caché L3 por núcleo en los productos estándar, lo que aumenta drásticamente la velocidad de análisis de datos. En cuanto al ancho de banda de la memoria, EPYC cuenta con 8 canales de memoria DDR4-3200MHz; con capacidad para 16 DIMM por canal con una capacidad de 4 TB por socket.

Por último, para el ancho de banda de E/S, EPYC cuenta con 128 carriles PCIe® 4.0 que maximizan la E/S y ayudan a reducir los cuellos de botella en el acceso a los datos. Más recientemente, nuestros clientes han comenzado a usar también aceleradores con GPU AMD Instinct™ para aumentar aún más el rendimiento de sus soluciones HPC. La combinación de estas capacidades es muy valorada por nuestros clientes.

La situación es parecida en el caso de la nube, donde hemos escuchado los requisitos de los clientes en cuanto a núcleos de alto rendimiento, gran número de núcleos por CPU para permitir una alta densidad de núcleos en los centros de datos en la nube y eficiencia energética. Estas capacidades proporcionan a nuestros clientes razones muy convincentes para elegir AMD.

[MCPro] Entiendo que esta va a ser una pregunta un poco complicada, pero podría decirnos, aunque sea de forma general, sin entrar en detalles, si AMD tiene previsto desarrollar algún tipo de hardware especializado para acelerar, a nivel de GPU, las cargas de trabajo asociadas a IA, inferencia y aprendizaje profundo.

[Roger Benson] Sí, ya lo hemos hecho. Las aceleradoras AMD Instinct™ de la serie MI200 son las GPU más avanzadas para centros de datos de AMD, diseñadas para potenciar descubrimientos en sistemas Exascale, que ayudan a los científicos a afrontar nuestros retos más urgentes, desde el cambio climático hasta la investigación de vacunas. La aceleradora MI200 está diseñada para acelerar el entrenamiento en Deep Learningde la Inteligencia Artificial y MI250X supera los 380 teraflops de rendimiento teórico FP16. Con los aceleradores MI200 y el ecosistema de software ROCm™ 5.0, a la hora de innovar pueden aprovechar nuestras potentes GPUs para centros de datos de HPC e IA que aceleran su tiempo dedicado a la ciencia y los descubrimientos.

Estamos invirtiendo aún más en la optimización del software Instinct para IA y es de esperar una mejora continua por parte de AMD en este espacio de cara al futuro. Para AI Inference, la adquisición de Xilinx significa que AMD puede ofrecer FPGA líderes en la industria, SoCs adaptativos, motores de IA y experiencia de software que permite a AMD ofrecer la cartera más potente de soluciones en computación de alto rendimiento y adaptativas en la industria.

[MCPro] Imagine que una empresa está considerando llevar a cabo una renovación profunda de sus servidores, y que planea hacer una inversión a gran escala. ¿Qué razones le daría a esa empresa para apostar por los procesadores AMD EPYC?

[Roger Benson] Los servidores basados en AMD son líderes y ofrecen ventajas en áreas diversas. Los procesadores AMD EPYC y AMD EPYC Embedded proporcionan a los clientes capacidades de alto rendimiento para una amplia variedad de cargas de trabajo. Con los procesadores AMD EPYC Embedded, los clientes obtienen el rendimiento de la arquitectura de CPU «Zen», con características excepcionales de fiabilidad, disponibilidad y capacidad de servicio para soportar aplicaciones de red, almacenamiento e industriales.

Respecto a las características de seguridad, AMD Secure Encrypted Memory ayuda a proteger los datos incluso si la memoria se retira físicamente del servidor y AMD Secure Encrypted Virtualization está diseñada para proteger la confidencialidad de sus datos en local y en la nube.

En cuanto a la eficiencia, los procesadores AMD EPYC alimentan los servidores x86 más eficientes energéticamente, ofreciendo un rendimiento excepcional y reduciendo los costes de energía.

[MCPro] ¿Cómo aborda AMD el reto de las cargas de trabajo en inteligencia artificial, tanto a nivel de software como de hardware?

[Roger Benson] En cargas de trabajo centradas en IA, ofrecemos a los clientes un rendimiento por hardware líder en el sector con MI250x. Este proporciona un rendimiento máximo extraordinario con precisión mixta FP16. En cuanto al software, contamos con AMD ROCm™, una plataforma de software abierta que permite a los investigadores aprovechar la potencia de los aceleradores AMD Instinct™ para impulsar los descubrimientos científicos. ROCm está basada en una plataforma abierta que soporta entornos de múltiples proveedores de aceleradoras y arquitecturas diferentes. Con ROCm 5.0, AMD amplía su plataforma abierta que impulsa las mejores aplicaciones en HPC e IA con las aceleradoras AMD Instinct de la serie MI200. Al tiempo que aumenta la accesibilidad de ROCm para desarrolladores y ofrece un rendimiento líder en cargas de trabajo clave.

El próximo superordenador Frontier de Oak Ridge National Labs, basado en los procesadores MI250x y AMD EPYC de 3ª generación, ampliará los límites en el descubrimiento científico, pues mejorará drásticamente el rendimiento en IA, análisis y simulación a escala. Al tiempo que ayudará a los científicos a realizar más cálculos, identificar nuevos patrones en los datos y desarrollar métodos innovadores de análisis de datos que acelerarán el ritmo del descubrimiento científico.

[MCPro] El apilamiento y la interconexión de chips es el presente. Con Zen 3 y la caché 3D esto se ha hecho muy evidente. ¿Cómo ha superado AMD los retos que plantean estas dos tecnologías clave?

[Roger Benson] Las mejoras de la tecnología de apilamiento 3D permitirán escalar «más allá de la Ley de Moore» y permitirán complejos esquemas de integración heterogénea que no son posibles con los diseños monolíticos.

La inversión de AMD y la innovación en materia de apilamiento e interconexión de chips han sido un camino de varios años y múltiples tecnologías. AMD innova con la utilización de una aproximación híbrida a través de vías de silicio (TSV), que proporciona una densidad de interconexión de más de 200 veces de los chiplets 2D de AMD y más de 15 veces la densidad en comparación con las soluciones de apilamiento de la competencia. Esto permite una integración más eficiente y densa de los bloques AMD IP y ayuda a mejorar la densidad de transistores y el paso de interconexión con respecto a otros enfoques 3D.

Los procesadores AMD EPYC de 3ª generación con AMD 3D V-Cache, nombre en clave «Milan-X», ofrecen la mayor densidad en sistemas x86 y lideran el sector con más de 250 récords mundiales de rendimiento.  Estos procesadores amplían la familia de CPUs EPYC de 3ª generación y ofrecen un aumento en el rendimiento de hasta el 66% con cargas de trabajo de computación técnica específicas, en comparación con procesadores AMD EPYC de 3ª generación no apilados. Milan-X cuenta con la mayor caché L3 del sector, ofreciendo las mismas capacidades que otros procesadores de AMD y proporcionando al mismo tiempo impresionantes mejoras de rendimiento. Esta revolucionaria tecnología es una parte fundamental de la forma en que AMD impulsará los límites de la informática de alto rendimiento en los próximos años.