פלטפורמות של מעבדים (CPU)

כשיוצרים מכונה וירטואלית (VM) או מכונת Bare Metal באמצעות Compute Engine, צריך לציין את סדרת המכונות ואת סוג המכונה. סוג המכונה קובע באיזו פלטפורמת מעבד (CPU) פועלת המכונה.

פלטפורמת מעבד (CPU) מציעה כמה מעבדים פיזיים, וכל אחד מהמעבדים האלה נקרא ליבה. במעבדים שזמינים ב-Compute Engine, ליבת מעבד אחת יכולה לפעול ככמה שרשורי חומרה באמצעות ריבוי הליכי משנה בו-זמני (SMT), שנקרא במעבדי Intel בשם Intel Hyper-Threading Technology. ב-Compute Engine, כל שרשור חומרה נקרא מעבד וירטואלי (vCPU). בחלק מסדרות המכונות לא נעשה שימוש ב-SMT, ובמקום זאת כל vCPU מייצג ליבה. כשמעבדי ה-vCPU מדווחים למכונה שהם תופסים ליבות וירטואליות שונות, המערכת של Compute Engine מוודאת שמעבדי ה-vCPU האלה אף פעם לא חולקים את אותה ליבה פיזית.

סוג המכונה של המכונה מציין את מספר יחידות ה-vCPU שלה, ואפשר להסיק את מספר ליבות המעבד הפיזיות שלה באמצעות היחס שמוגדר כברירת מחדל בין vCPU לליבה בסדרת המכונות הזו:

  • בסדרות המכונות C4A,‏ N4A,‏ T2D,‏ T2A,‏ H4D,‏ H3,‏ A5X,‏ A4X Max ו-A4X, למכונות של Compute Engine תמיד יש מעבד וירטואלי אחד לכל ליבה.
  • בכל שאר סדרות המכונות, למכונות יש כברירת מחדל שני מעבדי vCPU לכל ליבה.

אפשר גם להגדיר את מספר הליכי המשנה לכל ליבה לערך שאינו ברירת המחדל, מה שעשוי להועיל לעומסי עבודה מסוימים. חשוב לדעת: כשעושים את זה, סוג המכונה של המכונה כבר לא משקף את המספר הנכון של מעבדי ה-vCPU. במקום זאת, התמחור ומספר ליבות המעבד הפיזיות נשארים זהים לאלה של יחס ברירת המחדל של שתי יחידות vCPU לכל ליבה, ומספר יחידות ה-vCPU הוא חצי מהערך שצוין בסוג המכונה.

התנהגות התדירות

בטבלאות המעבדים שבקטעים הבאים מתוארים המפרטים של חומרת המעבדים שזמינים ב-Compute Engine, אבל חשוב לזכור את הנקודות הבאות:

  • תדירות: התדירות של המחשב, או מהירות השעון, מודדת את מספר המחזורים שהמעבד (CPU) מבצע בשנייה, ביחידות של גיגה-הרץ (GHz). באופן כללי, תדירויות גבוהות יותר מעידות על ביצועים טובים יותר. עם זאת, מעבדים שונים מטפלים בהוראות בצורה שונה, ולכן מעבד ישן יותר עם מהירות שעון גבוהה יותר יכול להיות פחות יעיל ממעבד חדש יותר עם מהירות שעון נמוכה יותר, כי הארכיטקטורה החדשה יותר מטפלת בהוראות בצורה יעילה יותר.

  • תדר בסיס: התדר שבו המעבד פועל כשהמערכת לא פעילה או כשהעומס עליה נמוך. כשהמעבד פועל בתדר הבסיס שלו, הוא צורך פחות חשמל ומייצר פחות חום.

    סביבת האורח של מכונה משקפת את תדירות הבסיס, בלי קשר לתדירות שבה המעבד (CPU) פועל בפועל.

  • תדר טורבו של כל הליבות: התדר שבו כל מעבד פועל בדרך כלל כשכל הליבות בשקע לא במצב חוסר פעילות באותו זמן. עומסי עבודה שונים מציבים דרישות שונות למעבד (CPU) של המערכת. טכנולוגיות Boost מטפלות בהבדל הזה ועוזרות לתהליכים להתאים את עצמם לדרישות של עומס העבודה, על ידי הגדלת התדירות של המעבד (CPU).

    • רוב המכונות מקבלות את התדר המוגבר של כל הליבות, גם אם רק התדר הבסיסי מפורסם בסביבת האורח.
    • מעבדי Ampere Altra Arm יכולים לספק ביצועים צפויים יותר, כי התדירות של מעבדי Arm היא תמיד התדירות של כל הליבות במצב טורבו.

    • מכונות C4 ומכונות C4N יכולות לפעול בתדר טורבו מקסימלי לכל הליבות, על ידי הגדרת השדה AdvancedMachineFeature לערך ALL_CORE_MAX. אם השדה הזה לא מוגדר, המכונה פועלת לפי הגדרת ברירת המחדל, שהיא תדירות ללא הגבלה.

      ההגדרה ALL_CORE_MAX לא זמינה במכונות C4D או C4A.

  • תדר טורבו מקסימלי: התדר שהמעבד מטרגט כשהוא נתון לעומס של אפליקציה תובענית, כמו משחק וידאו או אפליקציה ליצירת מודלים לעיצוב. זהו התדר המקסימלי של ליבה אחת שהמעבד משיג בלי אוברקלוקינג (overclocking).

  • טכנולוגיות לניהול צריכת החשמל של המעבד: מעבדי Intel תומכים במספר טכנולוגיות לאופטימיזציה של צריכת החשמל. הטכנולוגיות האלה מחולקות לשתי קטגוריות, או מצבים:

    • מצבי C הם מצבים שבהם המעבד (CPU) הפחית או השבית פונקציות נבחרות.
    • מצבי P מאפשרים לשנות את התדירות והמתח שבהם המעבד פועל, כדי להפחית את צריכת החשמל של המעבד (CPU).

    כל סוגי המכונות C4 ו-C4N, וסוגי מכונות מסוימים של C2 (‏30, 60 vCPUs), ‏ C2D (‏56, 112 vCPUs) ו-M2 (‏208, 416 vCPUs) תומכים ברמזים למצב C שסופקו על ידי המכונה באמצעות ההוראה MWAIT.

    במכונות של Compute Engine אין אפשרות ללקוחות לשלוט במצבי P.

מעבדי x86

ברוב מעבדי x86, כל vCPU מיושם כשרשור חומרה יחיד.

מעבדי Intel

במעבדי Intel Xeon, טכנולוגיית Intel Hyper-Threading תומכת בהרצה של כמה שרשורים בו-זמנית בכל ליבה. סוג המכונה של המכונה קובע את מספר יחידות ה-vCPU ואת הזיכרון שלה.

בסדרת המכונות H3 אין שימוש ב-Hyper-Threading, וכל vCPU מייצג ליבה פיזית אחת.

מעבד (CPU) מק"ט של המעבד סוגים וסדרות של מכונות נתמכות תדר בסיס (GHz) תדר טורבו של כל הליבות (GHz) תדר טורבו מקסימלי של ליבה יחידה (GHz)
‫Intel Xeon Scalable Processor
(Granite Rapids)
דור 6
 מעבד Intel Xeon Platinum 6788P
 2.0 ‫3.2 3.8
מעבד Intel Xeon Platinum 6985P-C
 2.81 3.9 ‫4.2
‫Intel Xeon Scalable Processor
(Emerald Rapids)
דור חמישי
 מעבד Intel Xeon Platinum 8581C
 ‫2.1 2.9 4.0
‫2.3 ‫3.1 4.0
‫2.1 2.9 4.0
‫2.1 2.9 3.3
מעבד Intel Xeon Scalable
(Sapphire Rapids)
דור רביעי		 מעבד Intel Xeon Platinum 8490H 1.9 2.9 3.5
מעבד Intel Xeon Platinum 8481C ‫2.2 3.0 3.0
‫2.2 3.0 3.8
2.0 3.8 2.9
מעבד Intel Xeon Scalable (Ice Lake)
דור שלישי		 מעבד Intel Xeon Platinum
8373C		 2.6 3.4 3.5
מעבד Intel Xeon Scalable (Cascade Lake)
דור שני
מעבד Intel Xeon Gold 6268CL 2.8 3.4 3.9
מעבד Intel Xeon Gold 6253CL ‫3.1 3.8 3.9
מעבד Intel Xeon Platinum 8280L 2.5 3.4 4.0
מעבד Intel Xeon Platinum 8273CL ‫2.2 2.9 3.7
מעבד Intel Xeon Scalable (Skylake)
דור ראשון		 מעבד Intel Xeon Scalable Platinum 8173M 2.0 2.7 3.5
Intel Xeon E7 (Broadwell E7) מעבד Intel Xeon E7-8880V4 ‫2.2 2.6 3.3
Intel Xeon E5 v4 (Broadwell E5) מעבד Intel Xeon E5-2696V4 ‫2.2 2.8 3.7
Intel Xeon E5 v3 (Haswell)‎ מעבד Intel Xeon E5-2696V3 ‫2.3 2.8 3.8
Intel Xeon E5 v2 (Ivy Bridge)‎ מעבד Intel Xeon E5-2696V2 2.5 ‫3.1 3.5
Intel Xeon E5 (Sandy Bridge)‎ מעבד Intel Xeon E5-2689 2.6 ‫3.2 3.6

‫1לסוגי המכונות C4 שמשתמשים במעבד Intel Granite Rapids יש תדר בסיס של 2.8, אבל vPMU יציג 2.3 למטרות תאימות.

‫2סוגי מכונות N2 עם 96 מעבדי vCPU או יותר דורשים מעבד Intel Ice Lake.

מעבדי AMD

מעבדי AMD מספקים ביצועים אופטימליים ומדרגיות באמצעות SMT. כמעט בכל המקרים, Compute Engine משתמש בשני שרשורים לכל ליבה, וכל vCPU הוא שרשור אחד. החריגים הם H4D ו-Tau T2D, שבהם Compute Engine משתמש בשרשור אחד לכל ליבה, וכל vCPU ממפה לליבה פיזית.

סוג המכונה של המכונה קובע את מספר יחידות ה-vCPU ואת כמות הזיכרון שמוקצים למכונה.

מעבד (CPU) מק"ט של המעבד סדרות המכונות הנתמכות תדר בסיס (GHz) תדר אפקטיבי (GHz) תדר האצה מקסימלי (GHz)
AMD EPYC Turin דור חמישי (
)		 AMD EPYC 9B45 2.7 3.5 ‫4.1
AMD EPYC Genoa
4th Generation		 AMD EPYC 9B14 2.6 3.3 3.7
AMD EPYC Milan
דור שלישי		 AMD EPYC 7B13 2.45 2.8 3.5

מעבדי Arm

במעבדי Arm, ‏Compute Engine משתמש בשרשור אחד לכל ליבה. כל vCPU ממופה לליבה פיזית ללא SMT.

בטבלה הבאה מתוארים מעבדי Arm שזמינים למכונות Compute Engine.

מעבד (CPU) מק"ט של המעבד סוגים וסדרות של מכונות נתמכות
מעבדי NVIDIA Vera עם ליבות Armv9.2 Olympus שבב-על NVIDIA Vera Rubin A5X
מעבדי NVIDIA Grace עם ליבות Arm Neoverse V2 שבב-על NVIDIA Grace Blackwell ‫A4X Max ו-A4X
מעבדי Google Axion עם ליבות Neoverse V2 Armv9 C4A
מעבדי Google Axion עם ליבות Neoverse N3 Armv9.2 N4A
ליבות Ampere Altra Arm Neoverse N1 Q64-30 Tau T2A

סוגי מכונות שתומכים בכמה פלטפורמות של מעבדים

לכל אזור ב-Compute Engine יש פלטפורמת מעבד (CPU) שמוגדרת כברירת מחדל לכל סוג מכונה. אחרי שיוצרים את המכונה, כדי לראות את הערך של פלטפורמת ברירת המחדל של המעבד (CPU), אפשר להתחבר למערכת ההפעלה של האורח ולהשתמש בפקודה lscpu. המעבד הזה נקרא גם מעבד אורח. המעבד (CPU) של המכונה לא משתנה בזמן שהמכונה פועלת.

חלק מסוגי המכונות יכולים לפעול ביותר מפלטפורמת מעבד אחת. בסוגי המכונות האלה אפשר לציין פלטפורמת CPU מינימלית למכונה. אם לא תציינו ערך לפלטפורמת ה-CPU המינימלית של המכונה, או אם תשתמשו בערך Automatic לפלטפורמת ה-CPU המינימלית, המכונה תשתמש בפלטפורמת ה-CPU שמוגדרת כברירת מחדל לסוג המכונה ולאזור. הפרמטר נקרא minimum CPU כי כשהוא מוגדר, אפשר לארח את המכונה רק בשרתים שמשתמשים במעבדים מהסוג שצוין או במעבדים מדור חדש יותר.

פלטפורמת ברירת המחדל של המעבד (CPU) באזור מסוים יכולה להשתנות בנסיבות מסוימות. אם פלטפורמת ברירת המחדל של המעבד (CPU) לסוג המכונה משתנה באזור שבו המכונה פועלת, כשעוצרים ומפעילים מחדש את המכונה, מערכת ההפעלה של האורח מציגה את פלטפורמת המעבד החדשה.

אם אתם צריכים שהמכונה תמיד תשתמש בפלטפורמת ברירת המחדל של המעבד (CPU) שאיתה היא נוצרה, הגדירו את המעבד המינימלי של המכונה לאותו ערך כמו פלטפורמת ברירת המחדל של המעבד. כך מובטח שהמעבד (CPU) של המכונה המדומה יישאר זהה למכונה כל עוד יש תמיכה בפלטפורמת המעבד (CPU) הזו.

סוגי המכונות הבאים יכולים לפעול ביותר מפלטפורמת מעבד אחת:

סוגי מכונות פלטפורמות מעבד (CPU) נתמכות ערכי מעבד (CPU) מינימליים
(בנוסף ל"אוטומטי")
מכונות מסוג C4 עם:
  • ‫144 מעבדים וירטואליים
  • ‫288 מעבדי vCPU
  • דיסקים מסוג Titanium SSD שמחוברים למכונה
 Intel Granite Rapids Intel Granite Rapids
מכונות מסוג C4 עם:
  • ‫192 מעבדי vCPU וללא דיסקים של Titanium SSD
  • פחות מ-144 מעבדי vCPU וללא דיסקים של Titanium SSD
  • Intel Granite Rapids
  • Intel Emerald Rapids
  • Intel Granite Rapids1
  • Intel Emerald Rapids
E2
  • Intel Broadwell
  • AMD EPYC Milan
 לא זמין
‫N2 עם פחות מ-96 מעבדי vCPU
  • Intel Cascade Lake
  • Intel Ice Lake
  • Intel Cascade Lake
  • Intel Ice Lake
‫N2 עם 96 מעבדי vCPU או יותר Intel Ice Lake Intel Ice Lake
N1
  • Intel Sandy Bridge
  • Intel Ivy Bridge
  • Intel Haswell
  • Intel Broadwell
  • Intel Skylake
  • Intel Sandy Bridge
  • Intel Ivy Bridge
  • Intel Haswell
  • Intel Broadwell
  • Intel Skylake

‫1 זמין רק באזורים נבחרים, כפי שמתואר במאמר זמינות אזורית של מעבדי C4 מינימליים

זמינות אזורית של מעבד מינימלי ב-C4

מכונות C4 יכולות לפעול בפלטפורמת המעבד Intel Granite Rapids או Intel Emerald Rapids. עם זאת, האפשרות לציין את Intel Granite Rapids בכל הצורות מוגבלת לאזורים ספציפיים, כפי שמתואר בטבלה הבאה.

תחומים מיקום תמיכה ב-MinCPU
asia-south2-a
asia-south2-c		 דלהי, הודו, אסיה-פסיפיק (APAC) כן
asia-southeast3-b בנגקוק, תאילנד, אסיה-פסיפיק (APAC) כן
europe-north1-b
europe-north1-c		 האמינה, פינלנד, אירופה כן
europe-southwest1-b מדריד, ספרד, אירופה כן
europe-west4-ai1a דה קוי, הולנד, אירופה כן
europe-west6-a ציריך, שווייץ, אירופה כן
europe-west8-c מילאנו, איטליה, אירופה כן
northamerica-northeast1-a מונטריאול, קוויבק, צפון אמריקה כן
southamerica-west1-c סנטיאגו, צ'ילה, דרום אמריקה כן
us-west2-b לוס אנג'לס, קליפורניה, צפון אמריקה כן
us-west3-c סולט לייק סיטי, יוטה, צפון אמריקה כן

תכונות המעבד (CPU)

יצרני השבבים מוסיפים למעבדים שהם מייצרים טכנולוגיות מתקדמות לחישובים, גרפיקה, וירטואליזציה וניהול זיכרון. ב- Google Cloudאפשר להשתמש בחלק מהתכונות המתקדמות האלה עם Compute Engine.

Advanced Vector Extensions

‫Advanced Vector Extensions ‏(AVX) הן הרחבות של הוראה אחת, נתונים מרובים (SIMD) לארכיטקטורת סט הפקודות x86 למיקרו-מעבדים של Intel ושל Advanced Micro Devices ‏(AMD). ‫AVX מספק הוראות חדשות וסכמת קידוד חדשה.

מידע נוסף זמין במאמר Advanced Vector Extensions.

‫AVX זמין בכל מעבדי x86 שמשמשים את Compute Engine.

Advanced Vector Extensions (AVX2)‎

‫AVX2 (שנקרא גם Haswell New Instructions) כולל את התוספות הבאות ל-AVX:

  • מרחיב את רוב הוראות ה-SSE וה-AVX של מספרים שלמים בווקטור ל-256 ביטים
  • הוספת תמיכה ב-Gather, שמאפשרת לטעון רכיבי וקטור ממיקומי זיכרון לא רציפים
  • תמורות מכל סוג עם רמת פירוט של DWORD ו-QWORD
  • שינויים בווקטורים

‫AVX2 זמין בפלטפורמות הבאות של מעבדים:

  • מעבדי Intel Xeon E5 v3 (Haswell)‎ ומעבדים חדשים יותר
  • כל מעבדי AMD

Advanced Vector Extensions (AVX512)‎

‫AVX-512 מרחיב את AVX לתמיכה ב-512 ביט באמצעות קידוד הקידומת EVEX. ‫AVX-512 מספק האצה מובנית לעומסי עבודה תובעניים שכוללים עיבוד כבד שמבוסס על וקטורים. האוגר הגדול של מאיץ AVX-512 תומך ב-32 מספרים עם נקודה צפה (floating-point) בדיוק כפול וב-64 מספרים עם נקודה צפה בדיוק יחיד, בנוסף ל-8 מספרים שלמים של 64 ביט ו-16 מספרים שלמים של 32 ביט.

‫Vector Neural Network Instruction‏ (VNNI) היא קבוצת הוראות שנועדה בעיקר להאיץ פעולות של רשתות נוירונים, במיוחד כפל מטריצות, במעבדי x86-64. היא חלק מהרחבת סט הפקודות AVX-512 ומשמשת לפעולות של מכפלה סקלרית של מספרים שלמים.

מידע נוסף על AVX-512 זמין במאמר What is Intel AVX-512?‎.

אפשר להשתמש ב-AVX-512 בפלטפורמות המעבדים הבאות:

  • מעבד Intel Xeon Scalable Processor (Skylake) מדור ראשון ומעבדים חדשים יותר
  • מעבדי AMD EPYC Genoa מדור 4 ומעלה

Advanced Matrix Extensions

‫Intel Advanced Matrix Extensions (AMX) הוא תוסף חדש לארכיטקטורת סט פקודות (ISA) שנועד להאיץ עומסי עבודה של בינה מלאכותית (AI) ולמידת מכונה (ML). ב-AMX יש הוראות חדשות שאפשר להשתמש בהן כדי לבצע פעולות של כפל מטריצות וקונבולוציה, שהן שתיים מהפעולות הנפוצות ביותר ב-AI וב-ML.

ב-AMX יש אוגרים דו-ממדיים שנקראים tiles, שבהם המאיצים יכולים לבצע פעולות. ‫AMX מיועד לשמש כארכיטקטורה ניתנת להרחבה. המאיץ הראשון שהוטמע נקרא tile matrix multiply unit‏ (TMUL). לכל ליבת מעבד של Sapphire Rapids יש יחידת AMX TMUL עצמאית.

לפרטים טכניים על Intel AMX, קראו את המאמר Intel AMX support in 5.16. באתר של Intel יש דוגמת קוד בנושא AMX: Code Sample: Intel Advanced Matrix Extensions (Intel AMX) - Intrinsics Functions.

‫AMX זמין במעבדי Intel Xeon מדור רביעי (Sapphire Rapids) ואילך. ‫AMX לא זמין עם מעבדי AMD או Arm.

דרישות לשימוש ב-AMX

להוראות Intel AMX יש דרישות תוכנה מינימליות מסוימות, כמו:

  • בתמונות בהתאמה אישית, AMX נתמך בגרסת ליבה של Linux‏ 5.16 ואילך.
  • ב-Compute Engine יש תמיכה ב-AMX בקובצי האימג' הציבוריים הבאים:
    • CentOS Stream 9
    • מערכת הפעלה שמותאמת לקונטיינרים בגרסה 109 LTS ואילך
    • ‫RHEL 8 (גרסת ה-build האחרונה) ואילך
    • ‫Rocky Linux 8 (הגרסה האחרונה) ואילך
    • ‫Ubuntu 22.04 ואילך
    • ‫Windows Server 2022 ואילך
  • ‫Tensorflow 2.9.1 ואילך
  • תוסף של Intel ל-Intel Optimization for PyTorch

תכונות של מעבד (CPU) שזמינות למכונות פיזיות

בנוסף לכל משאבי המחשוב הגולמיים של השרת, מכונות Bare Metal שפועלות במעבדי Intel Xeon Scalable מדור רביעי ואילך יכולות להשתמש בכמה מאיצים מובנים וייעודיים לפונקציות, ובאפשרויות להעברת עומסים:

  • ‫Intel-QAT: טכנולוגיית Intel QuickAssist ‏(Intel QAT) מאיצה את הדחיסה, ההצפנה והפענוח
  • ‫Intel-DLB: ‏Intel Dynamic Load Balancer (Intel DLB)‎ עוזר להאיץ את תורי הנתונים
  • ‫Intel IAA: ‏Intel In-Memory Analytics Accelerator (Intel IAA) משפר את ביצועי עיבוד השאילתות.
  • ‫Intel DSA: ‏Intel Data Streaming Accelerator (Intel DSA) עוזר להעתיק ולהעביר נתונים מהר יותר.

Confidential Computing

כדי להגן על הנתונים בזמן השימוש, אפשר להשתמש בפלטפורמות של מעבדים שתומכות בטכנולוגיות של Confidential Computing כדי ליצור מכונות של Confidential VM.

מידע נוסף על הדרישות ליצירת מכונה של Confidential VM זמין במאמר הגדרות נתמכות.

המאמרים הבאים

נסו בעצמכם

אנחנו ממליצים למשתמשים חדשים ב-Google Cloud ליצור חשבון כדי שיוכלו להעריך את הביצועים של Compute Engine באמצעות תרחישים ממשיים. לקוחות חדשים מקבלים בחינם גם קרדיט בשווי 300 $להרצה, לבדיקה ולפריסה של עומסי העבודה.

אני רוצה לנסות את Compute Engine בחינם