Piattaforme CPU

Quando crei una macchina virtuale (VM) o un'istanza bare metal utilizzando Compute Engine, devi specificare una serie di macchine e un tipo di macchina per l'istanza. Ogni serie di macchine è associata a una o più piattaforme CPU. Se sono disponibili più piattaforme CPU per un tipo di macchina, puoi selezionare una piattaforma di CPU minima per l'istanza di computing.

Una piattaforma CPU offre più processori fisici, ognuno dei quali è definito core. Per tutti i processori disponibili su Compute Engine, un singolo core CPU può essere eseguito come più multithread hardware tramite Multithreading simultaneo (SMT), nota sui processori Intel come Tecnologia Intel Hyper-Threading. In Compute Engine, ogni multithread hardware è chiamato CPU virtuale (vCPU). Quando viene segnalato alla VM che le vCPU occupano diversi core virtuali, Compute Engine garantisce che queste vCPU non condividano mai lo stesso core fisico.

Il tipo di macchina della tua istanza di computing specifica il suo numero di vCPU e puoi dedurre il numero di core CPU fisici utilizzando il rapporto predefinito di vCPU per core per quella serie di macchine:

  • Per le serie di macchine Tau T2D, Tau T2A e H3, le VM hanno sempre una vCPU per core.
  • Per tutte le altre serie di macchine, le istanze di computing hanno due vCPU per core per impostazione predefinita.

Facoltativamente, puoi impostare il numero di thread per core su un valore non predefinito, il che potrebbe essere utile per alcuni carichi di lavoro. È importante sottolineare che quando esegui questa operazione, il tipo di macchina dell'istanza di computing non riflette più il numero corretto di vCPU. Invece, i pricing e il numero di core CPU fisici rimangono invariati rispetto al rapporto predefinito di due vCPU per core, e il numero di vCPU è la metà del valore indicato dal tipo di macchina.

Processori ARM

Per i processori ARM, Compute Engine utilizza un thread per core. Ogni vCPU viene mappata a un core fisico senza SMT.

La tabella seguente descrive i processori ARM disponibili per le istanze di Compute Engine.

Processore CPU SKU processore Serie e tipi di macchine supportati Frequenza sostenuta all-core (GHz)
Ampere Altra Q64-30 3,0

Processori x86

Per la maggior parte dei processori x86, ogni vCPU viene implementata come un singolo thread hardware. Fanno eccezione la serie di macchine Tau T2D, con una vCPU che rappresenta un core fisico.

Processori Intel

Sui processori Intel Xeon, Intel Hyper-Threading Technology supporta più thread in esecuzione contemporaneamente su ciascun core. Il tipo di macchina dell'istanza di computing determina il numero di vCPU e memoria.

Processore CPU SKU processore Serie e tipi di macchine supportati Frequenza base (GHz) Frequenza turbo all-core (GHz) Frequenza turbo massima single-core (GHz)
Processore scalabile Intel Xeon
(Emerald Rapids)
Di quinta generazione
Processore Intel® Xeon® Platinum 8581C
 2.3 3.1 4.0
Processore Intel® Xeon® Platinum 8581C
 2.1 2,9 3.3
Processore scalabile Intel Xeon
(Sapphire Rapids)
4a generazione		 Processore Intel® Xeon® Platinum 8490H 1.9 2,9 3,5
Processore Intel® Xeon® Platinum 8481C 2.2 3,0 3,0
Processore Intel® Xeon® Platinum 8481C 2,0 3,8 2,9
Processore scalabile Intel Xeon (Ice Lake)
3a generazione		 Processore Intel® Xeon® Platinum
8373C		 2,6 3.4 3,5
Processore scalabile Intel Xeon (Cascade Lake)
2a generazione
Processore Intel® Xeon® Gold 6268CL 2,8 3.4 3,9
Processore Intel® Xeon® Gold 6253CL 3.1 3,8 3,9
Processore Intel® Xeon® Platinum 8280L 2,5 3.4 4.0
Processore Intel® Xeon® Platinum 8273CL 2.2 2,9 3.7
Processore scalabile Intel Xeon (Skylake)
1a generazione		 Processore Intel® Xeon® scalabile Platinum 8173M 2,0 2.7 3,5
Intel Xeon E7 (Broadwell E7) Processore Intel® Xeon® E7-8880V4 2.2 2,6 3.3
Intel Xeon E5 v4 (Broadwell E5) Processore Intel® Xeon® E5-2696V4 2.2 2,8 3.7
Intel Xeon E5 v3 (Haswell) Processore Intel® Xeon® E5-2696V3 2.3 2,8 3,8
Intel Xeon E5 v2 (Ponte Ivy) Processore Intel® Xeon® E5-2696V2 2,5 3.1 3,5
Intel Xeon E5 (Sandy Bridge) Processore Intel® Xeon® E5-2689 2,6 3.2 3,6

* I tipi di macchina N2 con 96 o più vCPU richiedono la CPU Intel Ice Lake.

Processori AMD

I processori AMD offrono prestazioni e scalabilità ottimizzate tramite SMT. Nella maggior parte dei casi, Compute Engine utilizza due thread per core e ciascuna vCPU è un thread. Fa eccezione il Tau T2D, in cui Compute Engine utilizza un thread per core e ogni vCPU viene mappata a un core fisico. Il tipo di macchina dell'istanza di computing determina il numero di vCPU e memoria.

Processore CPU SKU processore Serie di macchine supportate Frequenza base (GHz) Frequenza effettiva (GHz) Frequenza massima di aumento (GHz)
AMD EPYC Genoa
4a generazione		 AMD EPYCTM 9B14 2,6 3.3 3.7
AMD EPYC Milan
3a generazione		 AMD EPYCTM 7B13 2,45 2,8 3,5
AMD EPYC Rome
2a generazione		 AMD EPYCTM 7B12 2,25 2.7 3.3

Comportamento frequenza

Le tabelle precedenti descrivono le specifiche hardware delle CPU disponibili con Compute Engine, ma tieni presente quanto segue:

  • Frequenza: la frequenza di un computer, o velocità di clock, che misura il numero di cicli eseguiti dalla CPU al secondo, misurato in GHz (gigahertz). In genere, frequenze più alte indicano prestazioni migliori. Tuttavia, design di CPU diversi gestiscono le istruzioni in modo diverso, quindi una CPU meno recente con una velocità di clock superiore può essere superata da una CPU più recente con una velocità di clock inferiore, perché la nuova architettura gestisce le istruzioni in modo più efficiente.

    Per ulteriori informazioni sui cicli di clock della CPU e sulle prestazioni, consulta Frequenze di orologio e prestazioni del sistema.

  • Frequenza base: la frequenza con cui la CPU viene eseguita quando il sistema è inattivo o sotto carico leggero. Quando funziona alla sua frequenza base, la CPU assorbisce meno energia e produce meno calore.

    L'ambiente guest di un'istanza Compute riflette la frequenza di base, indipendentemente dalla frequenza a cui viene effettivamente eseguita la CPU.

  • Frequenza turbo all-core: la frequenza con cui viene generalmente eseguita ogni CPU quando tutti i core nel socket non sono inattivi contemporaneamente. Carichi di lavoro diversi comportano esigenze diverse per la CPU di un sistema. Le tecnologie potenziano questa differenza e aiutano i processi ad adattarsi alle esigenze del carico di lavoro aumentando la frequenza della CPU.

    • La maggior parte delle istanze di computing riceve la frequenza turbo all-core, anche se solo la frequenza di base viene pubblicizzata nell'ambiente guest.
    • I processori Ampere Altra ARM possono fornire prestazioni più prevedibili perché la frequenza dei processori ARM è sempre quella turbo all-core.

  • Frequenza turbo massima: la frequenza target di una CPU quando è sotto stress da un'applicazione impegnativa come un videogioco o un'applicazione di modellazione di progetti. È la frequenza single-core massima raggiunta da una CPU senza overclock.

  • Tecnologie di gestione dell'alimentazione dei processori: i processori Intel supportano più tecnologie per ottimizzare il consumo energetico. Queste tecnologie si dividono in due categorie o stati:

    • Gli stati C sono stati in cui la CPU ha ridotto o disattivato determinate funzioni.
    • Gli stati P consentono di scalare la frequenza e la tensione di funzionamento del processore in modo da ridurre il consumo energetico della CPU.

    Alcuni tipi di macchine C2 (30, 60 vCPU), C2D (56, 112 vCPU) e M2 (208, 416 vCPU) supportano i suggerimenti di stato C forniti dall'istanza tramite l'istruzione MWAIT.

    Le istanze di Compute Engine non forniscono un servizio per il controllo degli stati P.

Funzionalità della CPU

I produttori di chip aggiungono alle CPU che producono tecnologie avanzate per calcolo, grafica, virtualizzazione e gestione della memoria. Google Cloud supporta l'utilizzo di alcune di queste funzionalità avanzate con Compute Engine.

AMX (Advanced Matrix Extensions)

Intel AMX è una nuova estensione ISA (Intel Set Architecture) progettata per accelerare i carichi di lavoro di intelligenza artificiale (AI) e machine learning (ML). AMX introduce nuove istruzioni che possono essere utilizzate per eseguire operazioni di moltiplicazione e convoluzione delle matrici, che sono due delle operazioni più comuni in AI e ML.

La tecnologia AMX è supportata sui processori Intel Xeon di quinta generazione (in codice Emerald Rapids), che sono alla base della serie VM per uso generico C4, nonché sui processori Intel Xeon di quarta generazione (in codice Sapphire Rapids), che sono alla base delle VM per uso generico ottimizzate per l'acceleratore A3 e delle VM C3 per uso generico. Tutti i tipi di VM C4 e C3 supportano i set di istruzioni AMX.

AMX introduce registri bidimensionali chiamati riquadri su cui gli acceleratori possono eseguire operazioni. AMX è inteso come un'architettura estensibile. Il primo acceleratore implementato è chiamato unità di moltiplicazione della matrice di riquadri (TMUL). Ogni core della CPU del processore Sapphire Rapids ha un'unità AMX TMUL indipendente.

Ulteriori dettagli tecnici su Intel AMX sono disponibili nella pagina relativa al supporto di Intel AMX nella versione 5.16. Intel offre un tutorial su AMX nella pagina Esempio di codice: Intel® Advanced Matrix Extensions (Intel® AMX) - Intrinsics Functions.

Requisiti per l'utilizzo di AMX

Le istruzioni Intel AMX prevedono determinati requisiti software minimi, tra cui:

  • Per le immagini personalizzate, AMX è supportato con il kernel Linux versione 5.16 o successive.
  • Compute Engine offre supporto per AMX nelle seguenti immagini pubbliche:
    • CentOS Stream 8 o versioni successive
    • Container-Optimized OS 109 LTS o versioni successive
    • RHEL 8 (build più recente) o versioni successive
    • Rocky Linux 8 (build più recente) o versioni successive
    • Ubuntu 22.04 o versioni successive
    • Windows Server 2022 o versioni successive
  • Tensorflow 2.9.1 o versioni successive
  • Estensione Intel per l'ottimizzazione Intel® per PyTorch

Per la disponibilità a livello di regione delle VM C4 e C3, consulta Regioni e zone disponibili e filtra la tabella in modo da visualizzare solo i tipi di macchine C4 o C3.

Confidential Computing

Per proteggere i tuoi dati mentre sono in uso, è possibile utilizzare le piattaforme CPU che supportano le tecnologie Confidential Computing per creare istanze Confidential VM.

Per scoprire di più sui requisiti per la creazione di un'istanza Confidential VM, consulta Configurazioni supportate.

Passaggi successivi

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