AMD promete aumento de eficiência de 30x em CPUs EPYC e GPUs Instinct até 2025

A AMD surpreendeu usuários e concorrentes nos últimos anos ao conseguir lentamente atingir um nível de desempenho e eficiência energética ímpar na indústria. A companhia é atualmente a líder em desempenho em desktops para consumidores com a linha Ryzen 5000, ainda que esteja prestes a enfrentar forte concorrência da Intel, e bate recordes de participação de mercado em servidores.

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Parte dessa conquista é originária de um curioso projeto inaugurado em 2014 — a Iniciativa 25x20, pela qual a fabricante visava aumentar a eficiência energética de seus processadores e GPUs em 25% até 2020.

Os investimentos em pesquisa e desenvolvimento renderam bons frutos, e as microarquiteturas Zen 2 de CPUs e RDNA de GPUs superaram as expectativas da AMD, entregando eficiência 31,7x superior em comparação ao computador de referência montado pela empresa em 2014.

A gigante quer ir mais longe agora, e revelou um novo projeto parecido nesta semana, desta vez focado em servidores e data centers, bem como em cargas de trabalho de Inteligência Artificial (IA) e de Computação de Alto Desempenho (HPC). Conhecido ainda de maneira não oficial como 30x25, a companhia promete aumentar em 30x — sim, 30 vezes — a eficiência dos processadores EPYC e das GPUs Instinct até 2025.

AMD quer aumentar eficiência de servidores em 30x

A meta de aumento de eficiência em 30 vezes é de fato bastante ambiciosa — a AMD precisaria superar o crescimento de eficiência tradicional de toda a indústria em 2,5 vezes no período. A proposta é ainda mais desafiadora quando consideramos o aumento exponencial e contínuo dos custos de produção, pesquisa e desenvolvimento que a área de tecnologia está enfrentando.

Para isso, o primeiro passo foi definir métricas que servirão de comparativo para os avanços feitos a cada ano pelas novas gerações de processadores. Em primeiro lugar, a AMD estabeleceu cargas de trabalho com cálculos em FP16 e BF16 FLOPS, dois tipos de dados comumente utilizados em processamento de IA e HPC. Além disso, o foco será turbinar o desempenho e a performance por Watt, não apenas aumentar o tamanho dos chips.

Com esses pontos definidos, a empresa estabeleceu a máquina que servirá de base para os comparativos — um servidor com processador EPYC Rome 7742, de 64 núcleos e 128 threads na arquitetura Zen 2, e quatro GPUs Instinct MI50, baseadas na arquitetura Vega. Diferente da Iniciativa 25x20, a gigante deixou de lado o consumo em estado inativo, quando o computador não está fazendo nada, para adotar uma métrica diferente, que faça mais sentido para servidores.

Assim sendo, o cálculo utiliza a taxa média de utilização da máquina para IA e HPC, chegando ao indíce de Power Usage Effectiveness (PUE, medido em TFLOPs/W). De acordo com a AMD, isso gera um valor basicamente equivalente à performance por Watt presente em computadores comuns.

No caso da máquina de referência, considerando a presença das 4 GPUs e o consumo total estimado de 1.582W, chegou-se a cerca de 0,013 TFLOP/W para cargas de trabalho de HPC, e 0,05 TFLOP/W para processamento de IA. Em resumo, a meta é aumentar ambos esses números em 30 vezes até 2025, e caso seja atingida, o consumo energético das máquinas equipadas com soluções AMD pode cair praticamente pela metade, em impressionantes 97%.

Empresa utilizará otimizações de hardware e software

A AMD revelou que pretende utilizar múltiplos métodos para conseguir atingir o aumento expressivo de eficiência, tanto por meio de otimização de software, como através de novos recursos de hardware. A empresa também precisará mudar a maneira como projeta os processadores e GPUs, aplicando engenharia focada em reduzir o consumo energético.

Atingindo ou não as metas, a gigante já está trabalhando há um bom tempo com tecnologias que prometem auxiliar a Iniciativa 30x25 nas CPUs Ryzen com Zen 3 e nas GPUs Radeon com RDNA 2, que já são referência em termos de eficiência.

Exemplos disso incluem a tecnologia de empilhamento de cache, a 3D V-Cache, esperada para estrear ainda neste ano em versões revisadas dos processadores Ryzen 5000, e com potencial de chegar aos chips para servidores da empresa com o lançamento das CPUs EPYC Milan-X baseadas em Zen 3, atingindo quantidades massivas de 768 MB. A AMD espera que o cache empilhado forneça cerca de 15% mais desempenho às plataformas.

Fonte: AMD, ITHome, Tom's Hardware, ExtremeTech