Rechenzentren und Green IT

Eine neue Messlatte setzen für Leistung und Effizienz

9. Mai 2023, 15:30 Uhr | Interview: Diana Künstler

Der Bedarf an mehr Rechenleistung nimmt einerseits zu. Auf der anderen Seite befinden sich die Energiekosten auf Rekordniveau und Engpässe im Stromnetz verhindern den Bau neuer Rechenzentren. Hier setzt Ampere mit seinen Cloud Native Processors an. Im Interview mit CPO Jeff Wittich.

Ampere wurde vor fünf Jahren von Renee James, einer Veteranin der Halbleiterindustrie, gegründet und hat die branchenweit ersten Cloud-nativen Prozessoren auf den Markt gebracht, die es Cloud-Service-Anbietern ermöglichen sollen, Rechenanforderungen nachhaltig und effizient zu begegnen.

connect professional: Mehr Leistung bei weniger Stromverbrauch – das verspricht Ampere mit seinen Lösungen. Wie genau können Sie dieses Versprechen einlösen?

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Jeff Wittich: Die Ampere-Altra-Familie von Cloud Native Processors bietet die höchste Gesamtleistung und Leistung pro Watt Stromverbrauch in der Branche. Erstens sind die Kerne von Ampere Single-Thread-Prozessoren, die mit gleichbleibend hohen Frequenzen laufen und mit großen privaten Caches mit geringer Latenz ausgestattet sind. Dies führt zu einer vorhersehbaren hohen Leistung, die sich für allgemeine Rechenzentrumsanwendungen linear und elastisch skalieren lässt. Die Architektur eignet sich auch für hohe Auslastung und liefert eine konsistente Leistung unter maximalen Lastbedingungen, wie sie in einer Cloud-Native-Umgebung üblich sind. Zweitens enthalten die leistungsstarken Cloud Native Processors von Ampere 128 Kerne, die meisten in der Branche. Mehr Rechenkerne pro CPU bedeuten mehr Kerne pro Rack und mehr Gesamtkapazität im gesamten Rechenzentrum. Drittens müssen diese Kerne stromsparend sein. Die Gesamtleistung der Cloud wird letztlich durch die verfügbare Leistung begrenzt. Daher funktionieren stromhungrige Kerne in der Cloud nicht, da sie die gesamte Rechenkapazität im Maßstab verringern und nicht erhöhen. Unsere Prozessoren können mit weniger als 1 W pro Kern arbeiten, deutlich weniger als x86-Prozessoren.

„Der Bedarf an mehr Rechenleistung nimmt weiter zu, aber die Energiekosten befinden sich auf einem Rekordniveau und Engpässe im Stromnetz verhindern den Bau neuer Rechenzentren. Dies ist ein weltweites Problem, das sich jedoch in Europa angesichts der höheren Energiekosten und der angespannten Kapazität der europäischen Stromnetze besonders stark auswirkt.“

connect professional: Vor welchen Herausforderungen sehen Sie die Betreiber von Rechenzentren?

Wittich: Der Bedarf an mehr Rechenleistung nimmt weiter zu, aber die Energiekosten befinden sich auf einem Rekordniveau und Engpässe im Stromnetz verhindern den Bau neuer Rechenzentren. Dies ist ein weltweites Problem, das sich jedoch in Europa angesichts der höheren Energiekosten und der angespannten Kapazität der europäischen Stromnetze besonders stark auswirkt. Im letzten Jahr haben wir mehrere Beispiele gesehen, die die realen Auswirkungen dieser Faktoren auf dem europäischen Markt zeigen. Im Westen Londons zum Beispiel wurden dringend benötigte Wohnungsbauprojekte auf Eis gelegt, weil das Stromnetz durch die örtlichen Rechenzentren überlastet war. Erst vor ein paar Wochen stellte einer der größten norwegischen Munitionshersteller fest, dass er Schwierigkeiten hatte, die Nachfrage im Zusammenhang mit dem Ukraine-Krieg zu befriedigen, weil ein neues Rechenzentrum den überschüssigen Strom in der Region verbraucht. Da Rechenzentren diese Einschränkungen verursacht haben, werden immer mehr Beschränkungen eingeführt, um ihr Wachstum zu stoppen. Es ist daher zwingend erforderlich, mehr Rechenleistung und -kapazität bereitzustellen, ohne mehr Strom und Platz zu verbrauchen, und genau das tut Ampere mit seinen Cloud Native Processors.

connect professional: Wie genau kann Ampere mit seinem Portfolio unterstützen?

Wittich: Die Cloud Native Processors von Ampere bieten die höchste Dichte für Cloud-Workloads und verbrauchen dabei die geringste Menge an Energie. Die reale Nutzungsleistung der Produkte von Ampere reicht von 40 W bis 180 W. Beispielsweise verbrauchen die Prozessoren von Ampere bei einen Web Service Workload 2,8-mal weniger Strom als herkömmliche x86-CPUs, und das bei gleicher Leistung. Dies bringt zwei wesentliche Vorteile mit sich, die dazu beitragen, die Herausforderungen von Rechenzentrumsbetreibern zu bewältigen. Erstens können sie dieselbe oder eine bessere Leistung bei weitaus geringerem Stromverbrauch erzielen, was ihnen hilft, die steigenden Energiekosten auszugleichen. Zweitens können sie so mehr Leistung aus jedem Rack herausholen. In den heutigen Rechenzentren sind die meisten Racks nicht voll ausgelastet, weil die Energie, die benötigt wird, um das Rack mit Servern zu füllen, die Energiekapazität des Racks selbst übersteigt. Dank der Energieeffizienz von Ampere können Betreiber von Rechenzentren mehr Platz in ihren Racks mit Servern füllen und so die gesamte Rechenleistung in ihrem Rechenzentrum erhöhen. Dies wiederum trägt dazu bei, den Bedarf an neuen Rechenzentren zu reduzieren.

connect professional: Der Halbleitermarkt ist enormen Schwankungen unterworfen. Auch wenn der pandemiebedingte Run bereits etwas nachgelassen hat, ist der Halbleitermarkt nach wie vor durch exponentielles Wachstum gekennzeichnet. Zudem sind die Chip-Lieferzeiten für einzelne Produktgruppen kritisch und die Nachfrage ist hoch. Wie schätzen Sie den weltweiten Halbleitermarkt und seine Entwicklung ein?

Wittich: Die Nachfrage nach Halbleitern ist nach wie vor hoch, auch nach der Pandemie. Die letzten Jahre haben uns gezeigt, dass eine starke Lieferkette in dieser Branche von entscheidender Bedeutung ist. Ampere profitiert davon, dass wir einige der erfahrensten Halbleiter-Führungskräfte der Welt haben. Aus diesem Grund wusste unser Team vom ersten Tag an, wie wichtig eine starke Lieferkette ist und hat das Unternehmen so aufgestellt, dass es Marktschwankungen standhalten kann. Dies kommt uns sehr zugute und hat es uns ermöglicht, unsere Produkte auch in Zeiten, in denen andere in der Branche Schwierigkeiten hatten, weiterhin pünktlich zu liefern.

connect professional: Welche Faktoren beeinflussen derzeit das Marktgeschehen und werden es voraussichtlich auch in naher Zukunft tun?

Wittich: Der Markt wird stark von der Nachfrage nach mehr Rechenleistung sowie von der Notwendigkeit energieeffizienter und nachhaltiger Produkte beeinflusst. In dieser neuen Welt erfüllen die alten x86-Prozessoren nicht mehr die Anforderungen des Rechenzentrumsmarktes. Ampere arbeitet mit führenden Cloud- und Edge-Kunden sowie einem robusten Partner-Ökosystem zusammen, um Cloud Native Processors zu liefern, die den Rechenanforderungen von heute und morgen gerecht werden, indem sie ein neues Maß an Leistung und Effizienz bieten.

Einer dieser Bereiche mit hoher Nachfrage ist künstliche Intelligenz. Cloud-native Prozessoren sind eine ideale CPU für den Einsatz in KI-Systemen, da sie weniger Strom verbrauchen als x86-Alternativen und mehr Leistung bieten. GPU-fähige Systeme, die im KI-Training üblich sind, stoßen bereits an die Grenzen des verfügbaren Stroms in Rechenzentren, so dass der geringere Energieverbrauch der CPUs ein willkommener Vorteil ist.