Chiplet-Aufbau: Amazons Graviton3-Prozessor besteht aus sieben Einzelchips

Amazon bringt im ARM-Prozessor Graviton3 unerwartet wenige CPU-Kerne unter – es bleibt bei 64, gepaart mit DDR5- und PCIe-5.0-Interfaces.

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(Bild: Ian Colle / Twitter)

Von
  • Mark Mantel

Der ARM-Serverprozessor Graviton3 ist anders aufgebaut als zunächst angenommen: Die Amazon Web Services (AWS) erhöhen die Anzahl der CPU-Kerne gar nicht, sondern bauen diese stattdessen breiter auf, um die Rechenleistung pro Kern und Takt zu erhöhen. So nutzt Graviton3 genauso wie sein Vorgänger Graviton2 64 rund 2,6 GHz schnelle CPU-Kerne, die jedoch rund 25 Prozent schneller rechnen sollen. Gedacht ist der Prozessor für die eigenen Rechenzentren.

In einem Vortrag nach der Ankündigung nannte AWS weitere Details zu Graviton3 – AWS-Manager Ian Colle zeigt die wichtigsten Präsentationsfolien und einen nackten Prozessor auf Twitter. Anders als Graviton2 ist der Nachfolger nicht mehr monolithisch aufgebaut, sondern in sieben Einzelchips aufgeteilt.

AWS geht dabei jedoch einen anderen Weg als AMD bei Epyc und Ryzen: Alle 64 CPU-Kerne sitzen im Haupt-Die, in vier weiteren kommen jeweils zwei DDR5-Controller für Octa-Channel-RAM unter und in zweien die PCI-Express-5.0-Interfaces. Die Firma nennt eine 50 Prozent höhere Speicherübertragungsrate, was für DDR5-4800 statt wie früher DDR4-3200 spricht.

Alle Siliziumchips zusammengenommen kommen auf rund 55 Milliarden Transistoren (in einer Präsentation zu 50 Milliarden abgerundet) – ein Graviton2-Prozessor bestand aus gut 30 Milliarden Transistoren. Zur Fertigungstechnik äußerte sich AWS noch nicht. Ein Wechsel von 7 Nanometer (TSMC) auf etwa 5 nm erscheint logisch, da die Leistungsaufnahme für eine vergleichbare Performance um 60 Prozent sinken soll.

Der Aufbau mit 64 CPU-Kernen ist für das Jahr 2022 ungewöhnlich, da Amperes Konkurrenzmodell Altra Max bereits 128 ARM-Kerne verwendet und auch AMD ab 2023 Bergamo mit 128 schlanken Zen-4c-Kerne ohne Simultaneous Multithreading (SMT) anbieten will. In einem Vortrag sagte AWS' Senior Vice President Peter DeSantis, dass 64-Kerner für die eigenen Bedürfnisse das beste Verhältnis aus Rechenleistung und Speicherkapazität sowie -übertragungsrate aufweisen.

Ein einzelner Graviton3-Kern verdoppelt etwa die Anzahl der SIMD-Einheiten verglichen mit Graviton2. Sie können 256 Bit breite Vektoren verarbeiten (Scalable Vector Extensions, SVE) und mit dem KI-Datenformat BFloat16 umgehen. Die Decoder dekodieren in der Spitze doppelt so viele Instruktionen für die Rechenwerke, zudem werden dank ausgebautem Prefetching mehr Speicheroperationen vorgeladen.

Unterm Strich sprechen die Angaben für den Einsatz des Kerndesigns Neoverse V1, das ARM standardmäßig auf Breite getrimmt hat, anstelle des schlankeren Bruders Neoverse N2. Komplett eigene CPU-Kerne entwickelt Amazon bislang nicht.

(mma)