A TSMC permite a expansão da fabricação de semicondutores com a AMD

A TSMC possibilita a expansão da fabricação de semicondutores com a AMD

Maior desempenho em termos de custo com menos servidores ao implementar os processadores AMD EPYC de 4ª geração

A TSMC já é a principal empresa de fundição de wafers de semicondutores do mundo, mas a gigante da fundição tem planos ousados de expansão. Isso exigirá ainda mais poder computacional para executar sua produção, pesquisa, desenvolvimento e infraestrutura geral de TI. Os processadores AMD EPYC™ já estavam desempenhando um papel fundamental para a TSMC, mas as CPUs AMD EPYC de 4^a geração proporcionaram o aumento adicional nos recursos necessários para a empresa atingir suas metas de crescimento.

"A TSMC está crescendo muito rapidamente", disse Simon Wang, diretor da Divisão de Infraestrutura e Serviços de Comunicação da TSMC. "Estamos expandindo nossa pegada de fabricação global e temos novas fábricas sendo construídas em Taiwan, Japão, Alemanha e Estados Unidos. Isso significa que precisaremos de muito poder de computação para produção de fábricas, simulação de pesquisa e desenvolvimento e operação comercial."

Para sua infraestrutura atualizada, a TSMC queria maximizar o desempenho da computação e, ao mesmo tempo, limitar o consumo de energia. "Quando avaliamos servidores e armazenamento, analisamos o desempenho de computação por unidade de energia consumida, o espaço ocupado e o custo", disse Wang. "Nossas cargas de trabalho se dividem em três categorias. A primeira é para a produção automatizada de fábricas. A segunda é para pesquisa e desenvolvimento, incluindo simulação e design, trabalhando com a Cadence e a Synopsys Electronic Design Automation. A criação de máscaras também exige muito poder de computação, assim como o pathfinding. Também estamos buscando novos materiais e novas tecnologias para produtos de última geração. A terceira categoria é para operações comerciais, unidades de suporte como recebimento de pedidos, RH e jurídico."

Ajudando a TSMC em três tipos de carga de trabalho

"A maior parte da automação de nossa fábrica é baseada em CPU, usando uma plataforma Linux com máquinas virtuais ou Kubernetes", disse Wang. "Isso é possível graças a uma grande quantidade de armazenamento. Para P&D (pesquisa e desenvolvimento), usamos CPUs com GPUs. Na terceira categoria de operação comercial, a quantidade é limitada em comparação com as outras duas, porque esses são sistemas usados por nossas unidades de suporte e eles usam principalmente servidores de CPU."

Embora a TSMC seja a parceira de fabricação da linha de processadores AMD EPYC, as normas internas fizeram com que Wang não tivesse nenhum conhecimento especial sobre os próximos produtos da AMD, embora sua experiência com as gerações anteriores tenha sido muito positiva. O conhecimento do roteiro veio do gerente nacional da AMD em Taiwan, mas Wang ainda precisava garantir que a nova geração atenderia aos requisitos da TSMC. "O departamento de TI tem uma responsabilidade a mais de provar que nossos produtos são bons", disse ele. "Eu queria provar que os mais recentes processadores AMD produzidos pela TSMC têm melhor desempenho com menor consumo de energia do que a geração anterior."

"O departamento de TI define primeiro a configuração que queremos com base na carga de trabalho", disse Wang. "Definimos as especificações para a CPU, a taxa do clock, a memória e a unidade de estado sólido (SSD). Todos os anos, definimos de cinco a sete modelos, que enviamos aos fornecedores e pedimos seu feedback. É um processo de licitação aberto em que decidimos o fornecedor final. Somos independentes de fornecedor. Decidimos o fornecedor com base em preços, desempenho e eficiência no consumo de energia.”

Melhor desempenho de custo com as CPUs AMD EPYC

"Para o lançamento do AMD EPYC de 4ª geração, consideramos duas opções: uma CPU de soquete único com mais núcleos ou CPUs duplas com menos núcleos cada, mas com o mesmo total geral", disse Wang. "Avaliamos o desempenho em termos de custo dessas duas configurações. Originalmente, pensamos que duas CPUs com menos núcleos seriam melhores, mas um soquete com mais núcleos foi o melhor."

"Para testar o desempenho, usamos ferramentas genéricas disponíveis no mercado", disse Wang. "Além dessas ferramentas, também usamos nosso ambiente de pré-produção para ver o desempenho da carga de trabalho e o tempo de resposta. Isso foi testado em nossa produção de fabricação e também no centro de design da P&D (pesquisa e desenvolvimento). Além de testar o desempenho e o consumo de energia, também testamos a operacionalidade do servidor, o que inclui o provisionamento automático, e trabalhamos com os fornecedores para isso."

"Em comparação com a geração anterior, descobrimos que as CPUs AMD EPYC de 4ª geração proporcionaram um ganho de mais de 30% no desempenho em termos de custo", disse Wang. "A migração foi muito fácil para a produção e automação da fábrica. O departamento de TI também teve uma transição tranquila. A única coisa em que gastamos mais tempo foi na fabricação de máscaras de P&D, porque esse processo exige uma precisão muito alta, mas, no final, a equipe certificou as CPUs AMD."

"Em janeiro deste ano, estávamos analisando o número total de CPUs que compramos no ano passado e os planos para este ano", disse Wang. "Percebemos que, com a implementação das CPUs AMD EPYC de 4^a geração, poderíamos comprar menos servidores e, ao mesmo tempo, aumentar o desempenho do processamento em 30 a 40%. Portanto, a migração era algo que precisávamos fazer." O aumento do desempenho por servidor também significa que a TSMC precisa de menos espaço no data center para oferecer o mesmo desempenho.

Melhor desempenho, menor custo, energia reduzida

O consumo de energia também foi reduzido graças à densidade do servidor. "O desempenho da computação aumentou de 10 a 20% por watt de energia consumida", disse Wang. "O maior número de núcleos por CPU e o suporte para mais memória são os melhores recursos dos processadores AMD. O desempenho de custo por soquete também é melhor. Para o mesmo número de núcleos, descobrimos que um soquete tem um desempenho quase 10% melhor e o custo é menor. Em nossa experiência, a eficiência de energia é mais de 30% melhor com a execução dos processadores AMD EPYC de 4ª geração. Com a mais avançada fábrica da TSMC, mais de 90% da carga de trabalho agora é executada em CPUs AMD EPYC de 4ª geração. O departamento de TI da TSMC agora tem cerca de 20.000 servidores equipados com CPUs AMD EPYC em nossas três áreas de carga de trabalho, com 6.600 já equipados com CPUs AMD EPYC de 4^a geração."

A TSMC está usando os processadores AMD EPYC 9124 e 9354P de 4^a geração para seus nós de trabalho geral do Kubernetes, 9254 para nós de banco de dados do Kubernetes e 9254 ou 9454P para nós do Cassandra. "Continuaremos a implementar CPUs AMD em nossos data centers porque, em nossa experiência, elas são melhores em termos de custo, desempenho e poder de processamento por watt", disse Wang. "Mais de 90% dos servidores X86 que estamos comprando agora usam CPUs AMD EPYC de 4ª geração. Ficaremos atentos aos produtos de próxima geração da AMD."

"Sempre foi política do departamento de TI da TSMC usar os produtos mais recentes para melhorar o desempenho de nossos data centers", disse Wang. "Os produtos da AMD são ideais para ambientes nativos da nuvem devido à densidade do núcleo e ao suporte a grandes quantidades de memória. São ideais para ambientes multilocatários e multitarefas. O custo também não é alto."

"Temos uma parceria colaborativa muito tranquila com a AMD", conclui Wang. "Esses produtos atendem muito bem aos nossos requisitos de desempenho e custo. Estamos aguardando ansiosamente as mais recentes GPUs da AMD, incluindo a Instinct MI300X com velocidade e desempenho mais rápidos. Assim, poderemos implementar a tecnologia AMD em ainda mais cargas de trabalho."