Microsoft a développé et utilise déjà une seconde génération de processeurs maison basés sur Arm : les Cobalt 200. Elle promet une hausse des performances et de la sécurité. Le fabricant présente aussi la nouvelle génération d’Azure Boost, avec toujours plus de bande passante.

La première génération de processeur maison, Cobalt 100, a été annoncée durant la conférence Ignite 2023 de Microsoft. Cette année, c’est au tour de la seconde génération de débarquer avec le Cobalt 200 qui, selon Microsoft, est 50 % plus rapide que son prédécesseur.

Les machines virtuelles basées sur Cobalt 100 sont disponibles pour les clients depuis octobre 2024. « Les développeurs de Snowflake, Databricks, Elastic, Adobe et de notre propre Microsoft Teams profitent déjà d’Azure Cobalt en production, constatant des performances jusqu’à 45 % supérieures, ce qui se traduit par une réduction de 35 % du nombre de cœurs de calcul et de machines virtuelles nécessaires, ce qui permet de réaliser d’importantes économies », affirme Microsoft. Les exemples mis en avant sont évidemment à son avantage.

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L’annonce du jour n’est pas qu’un « paper launch » affirme l’entreprise : « Nos premiers serveurs en production avec des CPU Cobalt 200 sont désormais opérationnels dans nos datacenters, avec un déploiement plus large et une disponibilité client prévue en 2026 ». Quelques détails techniques sont donnés.

Des benchmarks et 350 000 jumeaux numériques

Pour développer sa puce, Microsoft explique avoir été confrontée à un problème : « les benchmarks traditionnels ne représentent pas la diversité des charges de travail clients ». Ils ont tendance à s’intéresser davantage aux cœurs du CPU, laissant de côté « le comportement des applications cloud à grande échelle lorsqu’elles utilisent des ressources réseau et de stockage ». Microsoft a donc développé ses propres benchmarks (il y a environ 140 tests).

À l’aide de jumeaux numériques, le constructeur a fait varier le nombre de cœurs, la taille du cache, la vitesse de la mémoire, la consommation du SoC, etc. Microsoft serait ainsi arrivée à pas moins de 350 000 « candidats » pour son processeur Cobalt 200.

132 cœurs Arm CSS V3, 588 Mo de cache L2 + L3

Dans le CPU, on retrouve des cœurs Arm Neoverse Compute Subsystems V3 (CSS V3) annoncés en février 2024. Les variantes Compute Subsystems avaient été inaugurées avec le cœur N2. C’est une configuration dans laquelle Arm ne s’occupe que de la partie CPU et laisse à ses partenaires la possibilité de personnaliser les puces avec des accélérateurs maison, la gestion de la mémoire, les entrées/sorties, l’alimentation, etc.

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D’un point de vue technique, « chaque SoC Cobalt 200 comprend 132 cœurs [128 pour Cobalt 100, ndlr] avec 3 Mo de cache L2 par cœur et 192 Mo de cache système L3 ». Dans la pratique, il s’agit d’une configuration avec deux chiplets, chacun disposant de 66 cœurs, de six canaux pour la mémoire et d’accélérateurs pour la cryptographie.

Ajustement des tensions et des fréquences par cœur

Microsoft précise que son contrôleur mémoire est personnalisé et que « le chiffrement est activé par défaut, avec un impact négligeable sur les performances ». La Confidential Compute Architecture (CCA) d’Arm est de la partie afin de proposer une « isolation matérielle de la mémoire de la machine virtuelle par rapport à l’hyperviseur et au système d’exploitation hôte ».

Cobalt intègre aussi un module Azure Integrated HSM (Hardware Security Module), qui « fonctionne avec Azure Key Vault pour une gestion simplifiée des clés de chiffrement ». Le tout est certifié FIPS (Federal Information Processing Standard Publication) 140-3 niveau 3.

Microsoft affirme avoir particulièrement soigné la consommation électrique : « L’une des innovations de nos processeurs Azure Cobalt est le Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS) par cœur ». La puce est gravée avec le procédé 3 nm de dernière génération de TSMC.

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Coup de Boost sur Azure

Microsoft profitait aussi de sa conférence pour présenter une nouvelle version d’Azure Boost, un système « qui décharge les processus de virtualisation de serveur traditionnellement effectués par l’hyperviseur et le système d’exploitation hôte sur des logiciels et du matériel conçus à ces fins ».

Les performances annoncées peuvent atteindre jusqu’à 1 million d’IOPS, un débit de 20 Go/s pour le stockage et de 400 Gb/s pour le réseau. Le nouveau Azure Boost prend aussi en charge le RDMA (Remote Direct Memory Access) pour un accès direct à la mémoire.

Cette nouvelle génération sera disponible dans les prochaines VM de la série v7 avec des processeurs Intel Xeon de la génération Granite Rapids. Microsoft précise que ses futures machines virtuelles DSv7 et ESv7 pourront gérer jusqu’à 372 vCPU, tandis que les ESv7 pourront prendre en charge jusqu’à 2,8 To de mémoire.