Piattaforme CPU

Quando crei una macchina virtuale (VM) o un'istanza bare metal utilizzando Compute Engine, specifichi 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 per una serie di macchine sono disponibili più piattaforme CPU, puoi selezionare una piattaforma CPU minima per l'istanza di calcolo.

Una piattaforma CPU offre diversi processori fisici, ognuno di questi processori viene definita "core". Per i processori disponibili su Compute Engine, un singolo core della CPU può essere eseguito come più thread hardware Multi-threading simultaneo (SMT), noto sui processori Intel come Tecnologia Intel Hyper-Threading. In Compute Engine, ogni thread hardware è chiamato CPU virtuale (vCPU). Alcune serie di macchine, come H3 e T2D, non utilizzano SMT e ogni vCPU rappresenta un core. Quando le vCPU vengono segnalate alla VM come occupanti a core virtuali diversi, Compute Engine fa in modo che queste vCPU condividono lo stesso core fisico.

Il tipo di macchina della tua istanza di computing. specifica il numero di vCPU e puoi dedurre il numero di CPU fisica 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.

In via facoltativa, impostare il numero di thread per core , su un valore non predefinito, che potrebbe essere utile per alcuni carichi di lavoro. È importante sottolineare che quando questo, il tipo di macchina dell'istanza Compute non riflette più corretto di vCPU. I prezzi e il numero di core della CPU fisica 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 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 è implementata come un singolo thread hardware. Fanno eccezione la serie di macchine Tau T2D, in cui una vCPU rappresenta un nucleo fisico.

Processori Intel

Sui processori Intel Xeon, la tecnologia Intel Hyper-Threading supporta più thread in esecuzione contemporaneamente su ciascun core. La tipo di macchina di Compute Engine 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 Intel Xeon scalabile
(Emerald Rapids)
5a generazione
Processore Intel® Xeon® Platinum 8581C
 2.3 3.1 4.0
Processore Intel® Xeon® Platinum 8581C
 2.1 2,9 3.3
Processore Intel Xeon scalabile
(Sapphire Rapids)
di 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 Intel Xeon scalabile (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 Intel Xeon scalabile (Skylake)
1ª generazione		 Processore Intel® Xeon® Scalable 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 (Ivy Bridge) 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 macchine N2 con almeno 96 vCPU richiedono la CPU Intel Ice Lake.

Processori AMD

I processori AMD offrono prestazioni e scalabilità ottimizzate utilizzando la tecnologia SMT. In quasi tutti i casi, Compute Engine utilizza due thread per core e ogni vCPU è un thread. Tau T2D è l'eccezione in cui Compute Engine utilizza un thread per core e ciascuna vCPU è mappata a un core fisico. La tipo di macchina di Compute Engine 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 gen.		 AMD EPYC™ 7B13 2,45 2,8 3,5
AMD EPYC Rome
2a generazione		 AMD EPYCTM 7B12 2,25 2.7 3.3

Comportamento della frequenza

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

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

  • Frequenza di base: la frequenza alla quale la CPU funziona quando il sistema è inattivo o sotto carico ridotto. Quando funziona alla frequenza di base, la CPU assorbe meno energia e produce meno calore.

    L'ambiente guest di un'istanza Compute riflette la frequenza di base, a prescindere dalla frequenza di esecuzione della CPU.

  • Frequenza turbo all-core: la frequenza con cui ogni CPU tipicamente viene eseguito quando tutti i core nel socket non sono inattivi contemporaneamente. Carichi di lavoro diversi richiedono requisiti diversi per la CPU di un sistema. Migliora le tecnologie risolvere questa differenza e aiutare i processi ad adattarsi alle esigenze del carico di lavoro aumentando la frequenza della CPU.

    • La maggior parte delle istanze di calcolo ottiene 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 per i processori ARM è sempre la frequenza turbo all-core frequenza.
    • Le VM C4 sono in grado girare a frequenza turbo all-core-max impostando AdvancedMachineFeature su ALL_CORE_MAX. Se questo campo non è impostato, la VM viene eseguita con l'impostazione predefinita, ovvero la frequenza senza restrizioni.

  • Frequenza turbo massima: la frequenza che una CPU ha come target quando è sottoposta a stress da parte di un'applicazione esigente come un videogioco o un'applicazione di modellazione del design. È la frequenza massima a singolo core raggiunta da una CPU senza overclocking.

  • Tecnologie di gestione dell'alimentazione del processore: i processori Intel supportano più tecnologie per ottimizzare il consumo di energia. Queste tecnologie sono suddivise in due categorie o stati:

    • Gli stati C sono stati in cui la CPU è stata ridotta o disattivata funzioni.
    • Gli stati P forniscono un modo per scalare la frequenza e la tensione a cui per ridurre il consumo energetico della CPU.

    Tutti i tipi di macchine C4 e alcuni tipi di macchine C2 (30, 60 vCPU), C2D (56, 112 vCPU) e M2 (208, 416 vCPU) supportano gli indizi dello stato C forniti dall'istanza tramite l'istruzione MWAIT.

    Le istanze di Compute Engine non forniscono strutture per il cliente degli stati-P.

Funzionalità della CPU

I produttori di chip aggiungono tecnologie avanzate per calcoli, la virtualizzazione e la gestione della memoria alle CPU che producono. 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 (Instruzioni Set Architecture) progettata per accelerare carichi di lavoro di intelligenza artificiale (AI) e machine learning (ML). AMX introduce nuove istruzioni che possono essere utilizzate per eseguire la moltiplicazione matriciale e le operazioni di convoluzione, che sono due delle operazioni più comuni nell'IA e ML.

AMX è supportato sui processori Intel Xeon di quinta generazione (nome in codice Emerald Rapids), che alimenta VM per uso generico C4, oltre ai processori Intel Xeon di quarta generazione (denominato in codice Sapphire Rapids), che alimenta l'acceleratore A3 e ottimizzato VM per uso generico C3. Tutti i tipi di VM C4 e C3 supportano i set di istruzioni AMX.

AMX introduce registri 2D 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 a riquadri (TMUL). Ogni core della CPU del processore Sapphire Rapids ha un'unità TMUL AMX indipendente.

Ulteriori dettagli tecnici su Intel AMX sono disponibili all'indirizzo Supporto di Intel AMX nella versione 5.16. Intel offre un tutorial su AMX all'indirizzo Esempio di codice: Intel® Advanced Matrix Extensions (Intel® AMX) - Funzioni intrinseche.

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 5.16 o versioni 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 regionale 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.

Funzionalità della CPU disponibili per le istanze bare metal

Oltre a offrire tutte le risorse di calcolo non elaborate del server, bare metal le istanze eseguite su processori scalabili Intel Xeon di quarta generazione possono usare diversi acceleratori e offload specifici per le funzioni integrati:

  • Intel-QAT: Intel QuickAssist Technology (Intel QAT) accelera compressione, crittografia e decrittografia
  • Intel-DLB: Intel Dynamic Load Balancer (Intel DLB) consente di velocizzare le code di dati
  • Intel IAA: migliora l'In-Memory Analytics Accelerator (Intel IAA) delle prestazioni di elaborazione delle query.
  • Intel DSA: Intel Data Streaming Accelerator (Intel DSA) consente di copiare e spostare i dati più velocemente.

Confidential Computing

Per proteggere i dati durante l'uso, le piattaforme CPU che supportano le tecnologie Confidential Computing possono essere utilizzate per creare istanze Confidential VM.

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

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