پردازنده‌های زئون اینتل
ما اخیرا چند مطلب در ارتباط با تغییر و تحولات انجام شده در دنیای سرورها و تغییراتی که انتظار داریم در سال‌های آتی نظاره‌گر آن‌ها باشیم، منتشر کرده‌ایم و به شما گفتیم که چرا سرورها در گذر زمان دمای بیشتری را تولید می‌کنند و چرا انتظار داریم بازار خنک‌کننده‌های مایع مورد استفاده در مراکز داده در چند سال آینده، رشد قابل توجهی داشته باشد. در این مطلب قصد داریم به بررسی این موضوع بپردازیم که سرعت حافظه برای هر سوکت و هر هسته با گذشت زمان چه تغییراتی داشته است. همچنین در این پست به بررسی تخصصی سرعت حافظه برای هر سوکت و هر هسته در پردازنده‌های زئون اینتل و AMD EPYC می‌پردازیم.
سرعت حافظه برای هر سوکت و هر هسته در گذر زمان
ابتدا اجازه دهید به بررسی این موضوع بپردازیم که سرعت حافظه در گذر زمان چه تغییراتی داشته است. شکل زیر سرعت حافظه‌ها در گذر زمان را به لحاظ تئوری نشان می‌دهد. همان‌گونه که مشاهده می‌کنید، تعداد کانال‌های حافظه در هر سوکت ضربدر سرعت حافظه هر ماژول حافظه است. جالب آن‌که سرعت حافظه از سال 2022 میلادی به بعد، به یکباره افزایش قابل توجهی داشته است و به نظر می‌رسد، شرکت ای‌ام‌دی در این زمینه پیشتاز است.
این‌جا به وضوح مشاهده می‌کنیم که سرعت حافظه برای هر سوکت هر زمان که نسل جدید حافظه برای سرورها به بازار عرضه شده است به تدریج بیشتر شده است (به طور مثال از DDR4-2133 به DDR4-3200). در برخی نقاط روند افزایش سرعت، شیب زیادی داشته است که دلیل آن، افزایش تعداد کانال‌های حافظه و عرضه نسل جدیدی از حافظه‌ها است. به طور مثال، در سال ۲۰۱۷ اینتل از ۴ کانال DDR4 به ۶ کانال رفت و در ادامه در سال ۲۰۲۱ به ۸ کانال رسید. هنگامی که اشاره به این نکته داریم که چرا DDR5 برای سرورها اهمیت زیادی دارد، کافی است به جهش AMD در سال ۲۰۲۲ نگاهی داشته باشیم که از ۸ کانال به ۱۲ کانال رفت و از DDR4 به DDR5 تغییر کرد. همچنین، می‌توانیم به جهش بزرگ اینتل از ۸ کانال DDR4-3200 به DDR5-4800 نگاه کنیم.
با اینکه این نمودارها خوب به نظر می‌رسند، اما باید تعداد هسته‌ها را هم در نظر بگیریم. وقتی هسته‌ها بیشتر می‌شوند، معماری حافظه باید به هسته‌های بیشتری سرویس‌دهی کند، بنابراین، سرعت حافظه باید افزایش قابل توجهی داشته باشد. وقتی نمودار بالا را تقسیم بر بیشترین تعداد هسته در هر سوکت کنیم، به یک نکته جالب توجه می‌رسیم.
اینتل تا حدودی موفق شده است سرعت حافظه برای هر هسته بالا نگه دارد. از نسل دوم پردازنده‌های مقیاس‌پذیر زئون اینتل (Cascade Lake) تا نسل سوم (Ice Lake)، اینتل تعداد هسته‌ها رو از ۲۸ تا ۴۰ تا افزایش داد که تقریبا ۴۳ درصد بیشتر شده است. همزمان، اینتل تعداد کانال‌های حافظه را ۳۳ درصد زیاد کرده و از DDR4-2933 به DDR4-3200 رسانده که حدود ۹ درصد سرعت حافظه را افزایش داده است. این آمار و ارقام در تعامل با یکدیگر باعث شده‌اند سرعت حافظه برای هر هسته تقریبا ثابت باقی بماند. همچنین، از Ice Lake به نسل چهارم اینتل (Sapphire Rapids) تعداد هسته‌ها ۵۰ درصد افزایش پیدا کرده است (از ۴۰ تا ۶۰ ) و سرعت تئوری حافظه برای هر ماژول حافظه هم ۵۰ درصد بیشتر شده است (از DDR4-3200 به DDR5-4800). این روند باعث شد که سرعت حافظه برای هر هسته اینتل تقریبا ثابت باقی بماند.
برای AMD اوضاع پیچیده‌تر است. AMD تعداد هسته‌ها رو از نسل Naples به Rome دو برابر کرد، اما تعداد کانال‌های حافظه را ثابت باقی نگه داشته و تنها سرعت حافظه را افزایش داده است. به طور مثال، پردازنده AMD EPYC 9004 (Genoa) فقط ۵۰ درصد هسته بیشتری دارد، اما تعداد کانال‌ها و سرعت حافظه را به شکل قابل توجهی افزایش داده است. به همین دلیل است که Genoa از روند قبلی AMD فاصله گرفته است. پردازنده Bergamo که چند ماهی است به بازار عرضه شده، ۱۲۸ هسته پردازشی و کش کمتری دارد، اما از سوکت یکسان با پردازنده Genoa استفاده می‌کند.
نکته‌ای که مهم است به آن توجه داشته باشیم این است که ما در حال بررسی بهترین مدل‌های پردازنده‌های ارائه شده از سوی این دو شرکت هستیم. اگر پردازنده ۶۴ هسته‌ای AMD Naples را با پردازنده 16 هسته‌ای Sapphire Rapids اینتل (لازم به توضیح است که پردازنده Sapphire Rapids از 6 تا 60 هسته پردازشی، بسته به مدلی که انتخاب می‌شود ارائه می‌دهد) مقایسه کنیم، مشاهده می‌کنیم که سرعت حافظه برای هر هسته بین نسل‌ها تفاوت زیادی دارد.
علاوه بر این، اینتل سری پردازنده‌های Xeon Max را دارد که مجهز به حافظه یکپارچه HBM هستند و قادر هستند سرعت حافظه را برای هسته‌های پردازنده بیشتر کنند. شرکت‌هایی مثل انویدیا (Grace)، AMD (MI300) و اپل (M1 و M2) هم حافظه را با پردازنده و کارت گرافیک ترکیب کرده‌اند و به نظر می‌رسد این روند به تدریج در دنیای فناوری اطلاعات تثبیت خواهد شد. این نوع معماری طراحی شده است تا پهنای باند حافظه را افزایش دهد، در صورت عدم انجام این‌کار، سرعت در محدوده ثابتی باقی خواهد ماند.
کلام آخر
امیدواریم این مطلب حداقل دیدگاهی از نحوه‌ی تکامل پهنای باند حافظه برای هر سوکت و هر هسته ارائه دهد. البته، این مسئله وجه پنهان دیگری نیز دارد که عملکرد نام دارد. در حالی که ما به پهنای باند برای هر هسته نگاه می‌کنیم، عملکرد برای هر هسته در ده سال گذشته ۲.۵ تا ۳ برابر افزایش یافته است. همچنین، به این نکته توجه داشته باشید که شرکت‌های بزرگ فعال در زمینه ساخت حافظه‌ها مثل G.Skill به دنبال افزایش فرکانس حافظه به 6000 و 8000 مگاهرتز هستند.
