AMD معماري پردازنده گرافيكي CDNA مخصوص ديتاسنتر را رونمايي كرد
در يك دهه‌ي گذشته، شاهد افزايش شديد تقاضا براي پردازنده‌هاي گرافيكي در ديتاسنترها بوده‌ايم. پيشرفت‌هاي سريع در حوزه‌هاي متنوع شبكه‌هاي عصبي و يادگيري عميق و متخصصدهاي مبتني‌بر هوش مصنوعي باعث شده است پردازنده‌هاي گرافيكي به تجهيزات حياتي در ديتاسنترها تبديل شوند. افزايش استفاده از اين پردازنده‌ها نيز سال‌به‌سال سرعت مي‌گيرد و ظاهرا به‌زودي متوقف نخواهد شد.
انفجار تقاضاي پردازنده‌هاي گرافيكي مخصوص ديتاسنتر، براي AMD آن‌چنان سودآور نبود و انويديا سهم عمده‌‌اي از بازار را دراختيار گرفت. آن‌ها ميلياردها دلار درآمد از جريان جديد كسب كردند. البته تيم قرمز هم با نسل‌هاي قبلي و كنوني از پردازنده‌هاي گرافيكي مخصوص ديتاسنتر پيروزي‌هايي در بازار به‌دست آورده‌اند؛ خصوصا سري Radeon Instinct در بازار ديتاسنتر موفقيت‌هاي بسياري كسب كرد؛ اما درنهايت سهم AMD بسيار كمتر از رقيب ديرينه، يعني انويديا بود.
AMD تصميم گرفته است هرچه سريع‌تر روند موجود در بازار پردازنده‌هاي گرافيكي مخصوص ديتاسنتر را تغيير دهد. از مهم‌ترين پيروزي‌هاي اخير آن‌ها در بازار حرفه‌اي مي‌توان به كسب دو قرارداد مهم ابررايانه‌اي در ايالات متحده اشاره كرد كه درمجموع، ارزشي بيش از يك‌ميليارد دلار داشته‌اند. فراموش نكنيد AMD يكي از تأمين‌كننده‌هاي اصلي Cray محسوب مي‌شود. موفقيت تيم قرمز در كسب قراردادهاي مهم با دولت آمريكا اين سؤال را ايجاد مي‌كند كه آن‌ها چه دستاوردي در حوزه‌ي پردازنده‌ي گرافيكي داشته‌اند كه موجب جذب متخصص كارشناسان شده است؟ پاسخ را بايد در معماري جديد پردازنده‌ي گرافيكي جست‌وجو كرد كه AMD براي محصولات مخصوص ديتاسنتر رونمايي كرد: معماري CDNA.
معماري CDNA را مي‌توان نسخه‌اي از معماري مخصوص گيمينگ RDNA دانست كه بهصورت اختصاصي براي انجام بهتر وظايف محاسباتي توسعه يافت. اين معماري در متخصصدهايي كه نياز به محاسبه بيشتر دارند (مانند ديتاسنتر و متخصصدهاي مشابه) استفاده خواهد شد. اخبار ويژه AMD درباره‌ي معماري اختصاصي محاسبه‌اي، يكي از مهم‌ترين اخبار آن‌ها محسوب مي‌شود كه در رويداد Financial Analyst Day منتشر شد. شركت سازنده ادعا مي‌كند كه معماري CDNA و RDNA باوجود ريشه‌هاي يكسان، كارايي و توسعه‌ي منحصربه‌فرد و مستقل دارند.
درك تفاوت دو معماري جديد AMD در دنياي پردازنده و توسعه‌اي كه بعدا شايد راه آن‌ها را بيشتر هم جدا كند، هنوز به زمان نياز دارد. شركت در مراسم رونمايي معماري جديد عنوان كرد كه CDNA «بيت‌هاي گرافيكي» كمتري از نسخه‌هاي ديگر خواهد داشت؛ درنتيجه، احتمالا محصولات مبتني‌بر CDNA از توانايي‌هاي گرافيكي محدودي بهره خواهند برد و همين توانايي محدود، تفاوت اصلي آن‌ها با RDNA خواهد بود. به‌طور خلاصه، مي‌توان پيش‌بيني كرد AMD در مسيري قرار دارد كه قبلا توليدكننده‌هاي ديگر پردازنده‌ي گرافيكي پيموده‌اند. آن‌ها هم پردازنده‌هاي گرافيكي با رويكرد پردازشي قوي‌تر را بهصورت خانواده‌هاي مجزا عرضه مي‌كنند؛ خانواده‌اي كه تفاوت‌هاي اساسي با پردازنده‌هاي گرافيكي مخصوص بازي دارند.
اهداف AMD براي معماري CDNA اكنون كاملا ساده و درك‌كردني به‌انديشه متخصصين مي‌رسد. آن‌ها به‌دنبال توسعه‌ي خانواده‌اي بزرگ و قدرتمند از پردازنده‌هاي گرافيكي هستند كه بهصورت اختصاصي براي متخصصدهاي ديتاسنتر و وظايف با نياز پردازشي بالا توسعه يافته‌اند. AMD مدتي پيش وارد مسير مذكور شد و با پردازنده‌هايي همچون Vega 20 كه در كارت گرافيك Radeon Instinct MI 50/60 به‌كار رفت، به‌خوبي اهداف خود را نشان داد. البته اكنون و با معرفي معماري منحصربه‌فرد، توجه بيشتر و حرفه‌اي‌تر تيم قرمز به اين مسير، مشخص مي‌شود.
بخش مهمي از مسير جديد AMD، در افزايش كارايي در وظايف يادگيري ماشين ديده مي‌شود كه با سرعت بيشتر در پردازش داده‌هاي كوچك‌تر (مانند INT4/INT8/FP16) همراه خواهد بود. البته افزايش عملكرد در وظايف مذكور، به‌معناي كاهش توانايي در وظايف سنتي FP32/FP64 نخواهد بود. ابركامپيوترهايي كه از پردازنده‌هاي گرافيكي AMD استفاده خواهند كرد، فعاليت‌هاي رياضي دقيق را نيز در حجم بالا انجام مي‌دهند. درنهايت، پردازنده‌ها و معماري جديد AMD بايد توانايي انجام هر دو دسته وظايف يادگيري ماشين و پردازش و محاسبه را بهصورت هم‌زمان داشته باشند و با انواع داده، بهترين عملكرد را نشان دهند.
AMD براي رسيدن به هدف متعالي خود، بايد قدرت پردازش به‌ازاي توان مصرفي را هم افزايش دهد. چنين حوزه‌اي به فعاليت بيشتر در طراحي و توسعه‌ي شركت نياز دارد و رونمايي اخير جزئياتي از روند بهبود منتشر نكرد. البته شواهد نشان مي‌دهند تيم قرمز از اهميت اين عامل به‌خوبي مطلع است. به‌هرحال، معماري CDNA علاوه‌بر تمركز بر وظايف محاسبه‌اي، با تعدادي قابليت منحصربه‌فرد خود را از رقبا متمايز مي‌كند. پايداري در سطح بالا و آمادگي براي وظايف بسيار مجازي‌سازي، برخي از قابليت‌هاي تمايزي هستند.
يكي از عوامل مهمي كه قطعا براي پيروزي CDNA در بازار به‌كار گرفته مي‌شود، دارايي اختصاصي AMD يعني Infinity Fabric است. سيستم انحصاري IF توانايي مقياس‌دهي بيشتر در كارايي و هماهنگي پردازنده‌ي اصلي و گرافيكي را به روندهاي طراحي و توسعه‌ي AMD مي‌افزايد. اين سيستم بخش مهمي از پيروزي شركت را در بازار پردازنده‌هاي گرافيكي باعث شد و اكنون در پردازنده‌هاي گرافيكي هم به‌كار گرفته مي‌شود. AMD در سيستم جديد نه‌تنها IF را براي اتصال پردازنده‌هاي گرافيكي به يكديگر به‌كار مي‌برد؛ بلكه براي اتصال پردازنده‌ي گرافيكي به پردازنده‌ي مركزي نيز از آن استفاده خواهد كرد. در ابركامپيوترهاي كنوني كه از محصولات AMD استفاده مي‌كنند، چنين ساختاري ديده مي‌شود و چهار پردازنده‌ي گرافيكي به‌كمك IF به يك پردازنده‌ي مركزي وصل مي‌شوند.
AMD با مجزاكردن مسير CDNA، سعي مي‌كند محصولات اختصاصي ديتاسنتر را توسعه دهد
پيروزي بزرگ AMD در بازار ديتاسنترها و ابركامپيوترها زماني ممكن مي‌شود كه نسل سوم Infinity Fabric آماده‌ي بهره‌برداري باشد. شركت با بهره‌برداري از فناوري جديد مي‌تواند فضاي حافظه‌ي متحدي را براي پردازنده‌ي گرافيكي و اصلي فراهم كند. با چنين سيستمي، توانايي شركت براي تأمين هم‌زمان پردازنده‌هاي گرافيكي و اصلي يك سيستم، چندين برابر خواهد شد. پياده‌سازي حافظه‌هاي يكپارچه جزئيات و انواع متعددي دارد و در رونمايي اخير، اطلاعاتي از آن‌ها منتشر نشد. نكته‌ي مهم آن است كه استفاده از حافظه‌ي يكپارچه، سيستم برنامه‌نويسي ناهمگن را آسان‌تر مي‌كند و درنهايت، مي‌توان پردازنده‌هاي گرافيكي را به‌عنوان انتخابي مناسب در سرورها در انديشه متخصصين گرفت.
معماري CDNA امروز به‌عنوان شاخه‌اي مستقل از معماري پردازنده‌هاي گرافيكي AMD شناخته مي‌شود. مديريت طراحي و توسعه‌ي محصولات مرتبط نيز برعهده‌ي مدير بخش ديتاسنتر شركت، فارست نوراد، خواهد بود. درنتيجه‌ي ساختاربندي جديد، نقشه‌ي راه پردازنده‌هاي مبتني بر CDNA نيز منحصربه‌فرد مي‌شود. AMD پردازنده‌ي Vega 20 را به‌عنوان اولين محصول شاخه‌‌ي جديد پردازنده‌هاي گرافيكي معرفي مي‌كند. دو پردازنده‌ي گرافيكي جديد نيز به‌زودي در همين شاخته‌ي جديد معرفي خواهند شد كه فعلا با نام‌هاي CDNA 1 و CDNA 2 شناخته مي‌شوند.
پردازنده‌ي گرافيكي CDNA 1 زودتر از محصولات ديگر AMD در دسته‌ي پردازنده‌ي گرافيكي ديتاسنتر معرفي خواهد شد. شركت سازنده مي‌گويد اين پردازنده براي متخصصدهاي يادگيري ماشين و وظايف پردازشي سنگين بهينه‌سازي مي‌شود. به‌علاوه، CDNA مجهز به IF هم خواهد بود و به‌احتمال زياد، از نسل دوم آن بهره مي‌برد. هنوز مشخص نيست پردازنده‌ي گرافيكي مذكور در هيچ‌يك از قراردادهاي شركت در حوزه‌ي ابركامپيوتر استفاده خواهد شد يا خير. همچنين باتوجه به اينكه ابركامپيوتر El Capitan مجهز به CDNA 2 خواهد بود، احتمالا CDNA در ابركامپيوتر Frontier استفاده مي‌شود.
پردازنده‌هاي گرافيكي مبتني‌بر CDNA، در ابركامپيوترهاي جديد آمريكا نصب مي‌شوند
پردازنده‌ي گرافيكي CDNA 2 پس از نسخه‌ي اول عرضه خواهد شد كه شركت سازنده فعلا اطلاعاتي زيادي از آن منتشر نمي‌كند. به‌هرحال، هنوز خبري از پردازنده‌ي اول هم نيست و انتظار اطلاعات از پردازنده‌ي دوم، منطقي به‌انديشه متخصصين نمي‌رسد. درنهايت، تنها مي‌دانيم CDNA 2 از نسل سوم IF بهره خواهد بود. به‌علاوه، در توليد تراشه‌ي آن نيز از روش توليدي جديدي استفاده مي‌شود كه AMD فعلا آن را Advanced Node مي‌نامد. باتوجه به اطلاعات منتشرشده، مي‌توان CDNA 2 را محصول بسيار مهم AMD در مسير برنامه‌هاي پردازشي ناهمگن دانست كه درنهايت به سيستم حافظه‌ي يكپارچه و متحد براي پردازنده‌ي گرافيكي و اصلي ختم خواهد شد.
AMD هيچ اطلاعات دقيق و جزئي درباره‌ي زمان عرضه‌ي پردازنده‌هاي گرافيكي مبتني بر CDNA ارائه نكرد. البته نقشه‌ي راه منتشرشده، تنها تا سال ۲۰۲۲ را نشان مي‌دهد؛ درنتيجه احتمالا شركت پيش‌بيني مي‌كند كه تا سال ۲۰۲۲، پردازنده‌ي CDNA 2 را به توليد انبوه برساند. اين برنامه‌ي زمان‌بندي، هماهنگي كاملي با برنامه‌ي رونمايي ابركامپيوتر El Capitan دارد كه در سال ۲۰۲۳ وارد مدار اجرايي خواهد شد.
اطلاعات جديد از AMD نشان مي‌دهد كه آن‌ها برنامه‌هايي كاملا بلندپروازانه براي آينده‌ي فعاليت در بازار ديتاسنتر دارند. اگرچه آن‌ها هنوز مسير زيادي تا كسب سهم مناسب از بازار در پيش دارند، نقشه‌ي راه چشمگيري براي رسيدن به هدف ترسيم كرده‌اند. AMD به‌خوبي بازار ديتاسنتر را از دو جنبه‌ي فناوري و درآمدزايي درك مي‌كند؛ به‌همين‌دليل، توسعه‌ي يك خط جدا براي محصولات اختصاصي بازار مذكور، تصميمي منطقي و عقلاني براي كسب پيروزي‌هاي آتي به‌انديشه متخصصين مي‌رسد.
هم انديشي ها