Mars: 64-Kern-Prozessor in 28 nm auf 640 mm² aus China

Auf der Hot Chips 27 hat das eher unbekannte chinesische Unternehmen Phytium Technology Co., Ltd den High-Performance-Server-Chip Mars mit eigens entwickelten Kernen, die kompatibel zur ARMv8-Architektur sind, präsentiert. 64 Kerne soll das Komplettpaket in 28-nm-Fertigung auf 640 mm² Die-Fläche unterbringen.

Auch die weiteren technischen Angaben sind beeindruckend, Phytium spricht gar von einem der schnellsten ARM-Prozessoren der Welt. Den eigenen 64 Xiaomi-Kernen mit Kompatibilität zu ARMv8-Architektur sowohl in 32 als auch 64 Bit stehen jeweils ein 32 KByte großer L1-Daten- und L1-Instruktionen-Cache sowie insgesamt 32 MByte L2-Cache zur Seite. Als dritte Cache-Stufe sind 128 MByte vorgesehen, DRAM als nächste Speicherstufe kann über insgesamt 16 Kanäle angebunden werden. Acht Kerne werden mit den benötigten Caches und weiteren Elementen in einem Panel zusammengefasst, jeweils acht dieser Panel bilden den gesamten Mars getauften Prozessor. Jeweils ein Cache & Memory Chip (CMC) ist mit jedem Panel verknüpft – insgesamt wiederum acht.

Das Gesamtpaket wird damit alles andere als klein. 640 mm² groß soll der Chip sein. Zugrunde liegt jedoch nur eine 28-nm-Fertigung. Das BGA-Package wird über 3.000 Kontaktflächen bieten und damit zu Knights Landing aufschließen, das als nächste Generation Xeon Phi bei einer Fläche von knapp 700 mm² rund 3.500 Kontakte besitzt – 16 GByte HMC allerdings inklusive. Den Takt beziffert das chinesische Unternehmen mit bis zu 2 GHz, die TDP mit 120 Watt.

Insbesondere die letzten Angaben sorgten im Umfeld der Hot Chips 27 für viel Gesprächsstoff, da die Realisierbarkeit in dieser Kombination (28 nm, 64 Kerne, 2 GHz, 120 Watt) angezweifelt wird. Viele Experten honorieren die Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet, doch der allgemeine Tenor ist, dass dieses Projekt nicht in dieser Form auf den Markt kommen wird. Denn in den letzten Jahren haben sich bereits einige Firmen, die deutlich namhafter sind und über viel mehr Erfahrung verfügen, an derartigen Projekten versucht, zählbare Ergebnisse sind bisher aber Mangelware.

Diesen Befürchtungen versucht Phytium mit ersten Benchmarkwerten als preliminary evaluation zu begegnen, die erneut zu beeindrucken wissen. Mit 672 Punkten im SPECint_rate2006 wird bei Last auf allen 64 Kernen zwar nur eine rund halb so hohe Leistung wie ein Dual-Sockel-System mit zwei Xeon E5-2697 v3 und insgesamt 28 Kernen und 54 Threads erzielt, allerdings bei massiv geringerem Energiebedarf – die Xeon bringen es bereits auf eine TDP von 260 Watt. Bei nur einem einzelnen Xeon E5-2680 v3 und einer TDP von ebenfalls 120 Watt liegt das ARM-Gespann dank deutlich mehr Kernen (64 vs. 12C/24T) rund 20 Prozent in Front. Die Single-Core-Leistung des Mars ist dabei deutlich geringer und liegt bei rund einem Drittel. Ein weiterer Konkurrent wird der Skylark getaufte X-Gene3-Prozessor, der ursprünglich ebenfalls noch 2015 enthüllt werden soll. Dieser soll bis zu 64 Kerne in ARMv8-Architektur auf Basis von TSMCs 16-nm-Fertigung bieten.

Während noch unklar ist, wann und ob der Mars tatsächlich Serienreife erlangt, plant das Unternehmen mit „Earth“ bereits einen Low-Cost-Ableger.

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