TSMC potencia la expansión de la fabricación de semiconductores con AMD

TSMC permite la expansión de la fabricación de semiconductores con AMD

Mejor relación costo-rendimiento con menos servidores tras implementar procesadores AMD EPYC de 4.ª generación

TSMC ya es la principal fundidora de obleas de semiconductores del mundo; sin embargo, el gigante de la fundición tiene planes audaces para una mayor expansión. Esto requerirá aún más potencia informática para ejecutar su infraestructura de producción, investigación, desarrollo y TI general. Los procesadores AMD EPYC™ ya desempeñaban un papel clave para TSMC, pero las CPU AMD EPYC de 4.^a generación proporcionaron el aumento adicional en las capacidades necesarias para que la empresa alcance sus objetivos de crecimiento.

“TSMC se está expandiendo muy rápidamente”, dijo Simon Wang, director de la división de Infraestructura y Servicios de Comunicación en TSMC. “Estamos expandiendo nuestra presencia de fabricación global y construyendo nuevas plantas de fabricación en Taiwán, Japón, Alemania y los EE. UU., lo que significa que necesitaremos mucha potencia informática para la producción en las fábricas, la simulación de investigación y desarrollo, y la operación comercial”.

Para su infraestructura actualizada, TSMC quería maximizar el rendimiento informático y limitar el consumo energético. “Cuando evaluamos los servidores y el almacenamiento, consideramos el rendimiento informático por unidad de energía consumida, el espacio necesario y el costo”, comentó Wang. “Nuestras cargas de trabajo se dividen aproximadamente en tres categorías. La primera es para la producción automatizada de las fábricas. La segunda es para investigación y desarrollo, lo que incluye simulación y diseño, al trabajar con EDA (Electronic Design Automation, automatización de diseño electrónico) de Cadence y Synopsys. La creación de máscaras también requiere una gran cantidad de potencia informática, al igual que la búsqueda de rutas. También estamos buscando nuevos materiales y nueva tecnología para productos de última generación. La tercera categoría es para operación comercial a fin de apoyar unidades comerciales como Toma de Pedidos, RR. HH. y el departamento Jurídico”.

Potenciar a TSMC en tres tipos de carga de trabajo

“La mayor parte de nuestra automatización de fábricas se basa en CPU mediante una plataforma Linux con máquinas virtuales o Kubernetes”, señaló Wang. “Esto cuenta con el respaldo de una gran cantidad de almacenamiento. Para fines de investigación y desarrollo, utilizamos CPU con GPU. En la tercera categoría de operación comercial, la cantidad es limitada en comparación con las otras dos, ya que son sistemas utilizados por nuestras unidades de apoyo y, en su mayoría, emplean servidores de CPU”.

Aunque TSMC es el socio fabricante de la gama de procesadores AMD EPYC, las regulaciones internas implicaban que Wang no tenía un conocimiento especial acerca de los próximos productos AMD, aunque la experiencia que tuvo con generaciones anteriores fue muy positiva. El conocimiento de la hoja de ruta provino del gerente local de AMD en Taiwán, pero Wang aún necesitaba asegurarse de que la nueva generación cumpliría con los requisitos de TSMC. “El departamento de TI tiene la responsabilidad adicional de demostrar que nuestros productos son buenos”, afirmó. “Quería probar que los procesadores AMD más recientes producidos por TSMC tienen un mejor rendimiento con un menor consumo energético que la generación anterior”.

“El departamento de TI define primero la configuración que queremos según la carga de trabajo”, dijo Wang. “Definimos las especificaciones para la CPU, la frecuencia de reloj, la memoria y la SSD (solid-state drive, unidad de estado sólido). Cada año definimos de cinco a siete modelos, los cuales enviamos a los proveedores para solicitarles sus comentarios. Es un proceso de licitación abierta en el que escogemos al proveedor final. No dependemos de los proveedores. Elegimos al proveedor en función de los precios, el rendimiento y el ahorro de energía”.

Mejor relación costo-rendimiento con las CPU AMD EPYC

“Para la implementación de AMD EPYC de 4.ª generación, consideramos dos opciones: una CPU de un socket con más núcleos o dos CPU con menos núcleos cada una, pero el mismo total general”, dijo Wang. “Evaluamos la relación costo-rendimiento de estas dos configuraciones. Originalmente, pensamos que dos CPU con menos núcleos darían mejor resultado, pero un socket con más núcleos fue lo que lo hizo”.

“Para las pruebas de rendimiento, usamos herramientas genéricas disponibles en el mercado”, afirmó Wang. “Además de esas herramientas, también utilizamos nuestro entorno de preproducción para ver cómo se desempeñaría la carga de trabajo y determinar el tiempo de respuesta. Eso también se probó en nuestro centro de producción de fábricas y en el centro de diseño de investigación y desarrollo. Además de probar el rendimiento y el consumo energético, también probamos el funcionamiento del servidor, lo que incluye el aprovisionamiento automático, por lo que trabajamos con los proveedores para esto”.

“En comparación con la generación anterior, descubrimos que las CPU AMD EPYC de 4.ª generación proporcionaron una ganancia de más del 30 % en cuanto a la relación costo-rendimiento”, afirmó Wang. “La migración fue muy fácil para fines de producción y automatización en las fábricas. El departamento de TI también tuvo una transición sin problemas. A lo único que dedicamos más tiempo fue a la creación de la máscara de investigación y desarrollo porque este proceso requiere una precisión muy alta; sin embargo, al final, el equipo certificó las CPU AMD”.

“En enero de este año, analizamos la cantidad total de CPU que compramos el año pasado y los planes para este año”, sostuvo Wang. “Nos dimos cuenta de que, mediante la implementación de CPU AMD EPYC de 4.^a generación, pudimos comprar menos servidores, a la vez que aumentamos el rendimiento informático entre un 30 y un 40 %. Por lo tanto, la migración era algo que debíamos hacer”. El aumento en el rendimiento por servidor también significa que TSMC necesita menos espacio en el centro de datos para ofrecer el mismo rendimiento.

Mejor rendimiento, menor costo, menos consumo energético

El consumo energético también se redujo gracias a la densidad de servidores. “El rendimiento informático aumentó de un 10 a un 20 % por watt de energía consumida”, dijo Wang. “La mayor cantidad de núcleos por CPU y la compatibilidad con más memoria son las mejores funciones de los procesadores AMD. La relación costo-rendimiento por socket también es mejor. Para la misma cantidad de núcleos, descubrimos que un solo socket tiene un rendimiento casi un 10 % mejor y el costo es menor. En nuestra experiencia, la eficiencia energética es más de un 30 % mejor cuando se ejecutan procesadores AMD EPYC de 4.ª generación. Con la fabricación más avanzada de TSMC, más del 90 % de las cargas de trabajo ahora se ejecutan en CPU AMD EPYC de 4.ª generación. El departamento de TI de TSMC ahora tiene cerca de 20 000 servidores con tecnología de CPU AMD EPYC en nuestras tres áreas de cargas de trabajo, y 6600 de ellos ya cuentan con tecnología de CPU AMD EPYC de 4.^a generación”.

TSMC utiliza procesadores AMD EPYC 9124 y 9354P de 4.^a generación para sus nodos de trabajador general de Kubernetes, 9254 para nodos de base de datos de Kubernetes y 9254 o 9454P para nodos Cassandra. “Seguiremos implementando CPU AMD en nuestros centros de datos porque, en nuestra experiencia, son mejores en términos de costo, rendimiento y potencia informática por watt”, afirmó Wang. “Más del 90 % de los servidores X86 que compramos ahora utilizan CPU AMD EPYC de 4.ª generación. Estaremos muy atentos a los productos de última generación de AMD”.

“Siempre fue la política del departamento de TI de TSMC utilizar los productos más recientes para mejorar el rendimiento de nuestros centros de datos”, dijo Wang. “Los productos AMD son ideales para entornos nativos en la nube debido a la densidad de núcleos y la compatibilidad con grandes cantidades de memoria. Son ideales para entornos multiusuario y multitarea. El costo tampoco es alto”.

“Tenemos una asociación de colaboración muy fluida con AMD”, concluye Wang. “Estos productos satisfacen muy bien nuestros requisitos de rendimiento y costos. Esperamos con ansias las GPU más recientes de AMD, incluido el modelo Instinct MI300X con mayor velocidad y rendimiento. Luego, podemos implementar la tecnología AMD en aún más de nuestras cargas de trabajo”.