Piattaforme CPU

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

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 multithread hardware multiplo tramite SMT (Simultaneous Multithreading), sui processori Intel nota come Tecnologia Intel Hyper-Threading. In Compute Engine, ogni multithread hardware è chiamato CPU virtuale (vCPU). Quando viene segnalato alla VM che le vCPU che occupano core virtuali diversi, Compute Engine garantisce che queste vCPU non condividano mai lo stesso core fisico.

Il tipo di macchina della VM specifica il numero di vCPU e puoi dedurre il numero di core CPU fisici utilizzando il rapporto vCPU predefinito 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, per impostazione predefinita le VM hanno due vCPU per core.

Facoltativamente, puoi impostare una VM in modo che abbia una vCPU per core anziché due vCPU per core, il che potrebbe portare vantaggi ad alcuni carichi di lavoro. È importante sottolineare che, quando esegui questa operazione, il tipo di macchina della VM non riflette più il numero corretto di vCPU. Invece, il pricing e il numero di core della CPU fisica rimangono gli stessi che lo sarebbero per il 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 è mappata a un core fisico senza SMT.

La seguente tabella descrive i processori ARM disponibili per le VM 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. La serie di macchine Tau T2D fa eccezione, con una vCPU che rappresenta un core fisico.

Processori Intel

Sui processori Intel Xeon, la tecnologia Intel Hyper-Threading supporta più thread in esecuzione contemporaneamente su ciascun core. Le dimensioni e la forma specifiche dell'istanza VM determinano il numero di vCPU.

Processore CPU SKU processore Serie e tipi di macchine supportati Frequenza di base (GHz) Frequenza turbo all-core (GHz) Frequenza turbo massima single-core (GHz)
Processore scalabile Intel Xeon
(Emerald Rapids)
5a generazione
 Processore Intel® Xeon® Platinum EMR60C
 2.1 3,3 4.0
Processore scalabile Intel Xeon
(Sapphire Rapids)
4a generazione		 Processore Intel® Xeon® Platinum 8481C 1.9 3,0 3,3
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 scalabile Platinum 8173M Intel® Xeon® 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 (Ponte di Sandy) 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 utilizzando SMT. In quasi tutti i casi, Compute Engine utilizza due thread per core e ogni vCPU corrisponde a un thread. Tau T2D è l'eccezione in cui Compute Engine utilizza un thread per core e ogni vCPU mappa a un core fisico. La forma e le dimensioni specifiche dell'istanza VM determinano il numero di vCPU.

Processore CPU SKU processore Serie di macchine supportate Frequenza di base (GHz) Frequenza effettiva (GHz) Frequenza di boost massima (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 della frequenza

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

  • Frequenza: la frequenza, o velocità di clock, di un PC misura il numero di cicli eseguiti dalla CPU al secondo, misurati in GHz (gigahertz). In genere, frequenze più elevate indicano prestazioni migliori. Tuttavia, progettazioni di CPU diverse gestiscono le istruzioni in modo diverso, quindi una CPU meno recente con una velocità di clock più elevata 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 su cicli di clock della CPU e prestazioni, consulta Frequenze di orologio e prestazioni di sistema.

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

    L'ambiente guest di una VM riflette la frequenza di base, indipendentemente dalla frequenza su cui la VM viene effettivamente eseguita.

  • 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 pongono richieste diverse alla CPU di un sistema. Le tecnologie di potenziamento rispondono a questa differenza e aiutano i processi ad adattarsi alle esigenze dei carichi di lavoro aumentando la frequenza della CPU.

    • La maggior parte delle VM ottiene la frequenza turbo all-core, anche se solo la frequenza di base viene pubblicizzata nell'ambiente guest.
    • I processori Ampere Altra ARM possono offrire prestazioni più prevedibili, perché la frequenza per i processori ARM è sempre quella turbo all-core.

  • Frequenza turbo massima: la frequenza target di una CPU quando viene stressata da un'applicazione impegnativa come un videogioco o un'applicazione di modellazione del design. È la frequenza massima single-core che una CPU raggiunge senza overclocking.

  • Tecnologie di gestione dell'alimentazione dei processori: i processori Intel supportano diverse 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 le funzioni selezionate.
    • Gli stati P forniscono un modo per scalare la frequenza e la tensione a cui funziona il processore, in modo da ridurre il consumo di energia della CPU.

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

    Le VM Google Cloud non forniscono servizi per il controllo degli stati P da parte dei clienti.

Funzionalità della CPU

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

Advanced Matrix Extensions (AMX)

Intel AMX è una nuova estensione dell'architettura del set di istruzioni (ISA) 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, due delle operazioni più comuni nell'AI e nel ML.

AMX è supportato sui processori Intel Xeon di quarta generazione (in codice SapphireRapids), alla base della serie di VM per uso generico ottimizzate per l'acceleratore A3 e della serie C3 per uso generico. Tutti i tipi di macchine VM C3 supportano i set di istruzioni AMX.

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

Ulteriori dettagli tecnici su Intel AMX sono disponibili all'indirizzo Supporto Intel AMX in 5.16. Intel offre un tutorial su AMX in Code Sample: Intel® Advanced Matrix Extensions (Intel® AMX) - Intrinsics Functions.

Requisiti per l'utilizzo di AMX

Le istruzioni di Intel AMX hanno alcuni requisiti software minimi, come:

  • Per le immagini personalizzate, AMX è supportato con il kernel Linux versione 5.16 o successive.
  • Google Cloud offre assistenza 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 successiva
    • Rocky Linux 8 (build più recente) o successiva
    • Ubuntu 22.04 o versioni successive
    • Windows Server 2022 o versioni successive
  • TensorFlow 2.9.1 o versioni successive
  • Estensione Intel per Intel® Optimization for PyTorch

Per la disponibilità regionale delle VM C3, consulta Regioni e zone disponibili e filtra la tabella per visualizzare solo i tipi di macchine C3.

Confidential Computing

Per proteggere i tuoi dati durante l'uso, nelle istanze Confidential VM possono essere utilizzate CPU AMD EPYC di terza generazione (con nome in codice Milano). Supportano le seguenti tecnologie di attestazione e crittografia della memoria:

Per ulteriori informazioni, consulta la sezione Concetti di Confidential Computing.

Passaggi successivi

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