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Amazon Graviton3: ARM-Prozessor mit DDR5-RAM und BFloat16

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Die Amazon Web Services (AWS) setzen ihren nächsten ARM-Prozessor Graviton3 in ersten Preview-Instanzen (C7g) zum Testen ein. Die Ankündigung fand jüngst auf der Cloud-Veranstaltung re:Invent 2021 an – zwei Jahre nach der Ankündigung des Vorgängers Graviton2.

Graviton3 soll generelle Compute-Aufgaben 25 Prozent schneller erledigen als Graviton2. Das spricht für eine moderate Anhebung der Kernanzahl von bisher 64 auf vermutlich 80. Damit würde AWS der Konkurrenz hinterherhinken: Ampere hat mit dem Altra Max bereits einen 128-Kerner und auch AMD will 2023 mit Bergamo ARM-Serverprozessoren den Wind aus den Segeln nehmen. Bergamo verwendet bis zu 128 schlanke Zen-4c-Kerne ohne Simultaneous Multithreading (SMT).

Den Fokus legt AWS beim Graviton3 allerdings auf Kryptographie, Gleitkommaberechnungen (Floating Point) und Machine Learning über BFloat16-Instruktionen. Bei diesen Aufgaben soll der neue Prozessor zwei- bis dreimal schneller rechnen, gleichzeitig sinkt die benötigte Leistungsaufnahme um bis zu 60 Prozent. Zudem binden Graviton3-Prozessoren DDR5- statt wie bisher DDR4-Speicher an.

Viel mehr Details verrät AWS vorerst nicht. Die Daten sprechen jedoch für den Wechsel von den ARM-Rechenkernen Neoverse N1 auf Neoverse N2, bei denen ARM etwa standardmäßig BFloat16-Instruktionen integriert und DDR5-Speicher-Interfaces vorsieht. Zudem bringt der Neoverse-N2-Kern Scalable Vector Extensions (SVE), die stromsparend als zwei Einheiten mit je 128 Bit integriert sind.

Die hohe Effizienzsteigerung dürfte auch durch einen neuen Fertigungsprozess zustande kommen. Graviton2-CPUs ließ AWS bei TSMC mit Strukturbreiten von 7 Nanometern fertigen – beim Nachfolger wäre etwa 5-nm-Technik möglich.

Graviton3 integriert derweil die Sicherheitsfunktion Pointer Authentication Code (PAC) für geheimes Speichermanagement, analog zu AMDs und Intels Control-flow Enforcement Technology (CET). PAC spezifizierte ARM ursprünglich mit der ARMv8.3-Architektur, allerdings kam die Funktion bisher kaum zum Einsatz.

Der Wechsel von Preview- zu frei verfügbaren Instanzen benötigt üblicherweise einige Monate. Die C7g-Instanzen werden also gen Sommer 2022 allgemein zur Verfügung stehen. Vorher bringt AWS weitere Graviton2-Instanzen, darunter die G5g mit T4G-Tensor-GPUs von Nvidia. Wir haben bei Nvidia angefragt, was es mit den GPUs auf sich hat – bisher sind nur die T4-Karten aus dem Jahr 2018 bekannt.


(mma)

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