TSMC favorise l'expansion de la fabrication de semi-conducteurs avec AMD

TSMC favorise l'expansion de la fabrication de semi-conducteurs avec AMD

Des performances supérieures en termes de coûts et avec moins de serveurs grâce au déploiement de processeurs AMD EPYC de 4e génération

TSMC est déjà le fabricant de plaquettes de semi-conducteurs le plus important au monde, mais ce géant de la fonderie a des plans audacieux pour poursuivre son expansion. Cela nécessitera encore plus de puissance de calcul pour exécuter son infrastructure de production, de recherche, de développement et d'informatique générale. Les processeurs AMD EPYC™ jouaient déjà un rôle clé pour TSMC, mais les CPU AMD EPYC de 4^e génération ont permis à l'entreprise d'augmenter ses capacités pour atteindre ses objectifs de croissance.

« TSMC se développe très rapidement », a déclaré Simon Wang, directeur de la division Infrastructure et Services de communication chez TSMC. « Nous élargissons notre présence mondiale dans le secteur de la fabrication et avons de nouvelles usines de fabrication en cours de construction à Taïwan, au Japon, en Allemagne et aux États-Unis. Cela signifie que nous allons avoir besoin d'une grande puissance de calcul pour la production des usines, la simulation de recherche et développement et les opérations métier. »

Pour son infrastructure mise à niveau, TSMC souhaitait optimiser les performances de calcul tout en limitant la consommation énergétique. « Lorsque nous évaluons les serveurs et le stockage, nous examinons les performances de calcul par unité d'énergie consommée, l'espace nécessaire et le coût », explique Simon Wang. « Nos charges de travail se divisent en trois catégories environ. La première concerne la production automatisée des usines. La deuxième est la recherche et le développement, y compris la simulation et le design, en collaboration avec Cadence et Synopsys Electronic Design Automation. La fabrication de masques nécessite également une grande puissance de calcul, tout comme le pathfinding. Nous recherchons également de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies pour les produits de nouvelle génération. La troisième catégorie concerne les opérations métier, c'est-à-dire les unités de soutien telles que la prise de commandes, les RH et le service juridique. »

Soutenir TSMC sur trois types de charges de travail

« La plupart des automatisations de nos usines sont basées sur des CPU, en utilisant une plateforme Linux avec des machines virtuelles ou Kubernetes », déclare Simon Wang. « Cela nécessite une grande quantité de stockage. Pour la R&D, nous utilisons des CPU avec des GPU. Dans la troisième catégorie des opérations métier, la quantité est limitée par rapport aux deux autres, car il s'agit de systèmes utilisés par nos unités de soutien et qui emploient principalement des serveurs propulsés par des CPU. »

Bien que TSMC soit le partenaire de fabrication de la gamme de processeurs AMD EPYC, en raison des réglementations internes, Simon Wang n'avait aucune connaissance particulière des produits AMD à venir, mais son expérience avec les générations précédentes avait été très positive. S'il a pris connaissance de la feuille de route par l'intermédiaire du directeur national d'AMD à Taïwan, Simon Wang devait encore s'assurer que la nouvelle génération répondrait aux exigences de TSMC. « Le service informatique a la responsabilité supplémentaire de prouver que nos produits sont bons », explique-t-il. « Je voulais prouver que les derniers processeurs AMD produits par TSMC offraient de meilleures performances avec une consommation énergétique plus basse que la génération précédente. »

« Le service informatique définit d'abord la configuration que nous voulons en fonction de la charge de travail », détaille Simon Wang. « Nous définissons les spécifications du CPU, de la fréquence d'horloge, de la mémoire et du disque SSD. Chaque année, nous définissons cinq à sept modèles, que nous envoyons aux fournisseurs en leur demandant leurs avis. C'est un processus d'appel d'offres ouvert où nous décidons du fournisseur final. Nous sommes indépendants des fournisseurs. Nous décidons du fournisseur en fonction de son prix, de ses performances et de son efficacité énergétique. »

Performances et coûts améliorés avec les CPU AMD EPYC

« Pour le déploiement des processeurs AMD EPYC de 4e génération, nous avons envisagé deux options : un CPU à socket unique avec plus de cœurs ou deux CPU avec moins de cœurs chacun, mais le même total global », explique Simon Wang. « Nous avons évalué les performances de ces deux configurations en termes de coûts. À l'origine, nous pensions que deux CPU avec moins de cœurs seraient plus efficaces, mais c'est le CPU à socket unique avec plus de cœurs qui fut le meilleur. »

« Pour les tests de performances, nous utilisons des outils génériques disponibles sur le marché », indique Simon Wang. « Outre ces outils, nous utilisons également notre environnement de pré-production, pour voir les performances de la charge de travail et le temps de réponse. Ces tests ont été réalisés dans le cadre de notre production en usine et dans le centre de design R&D. En plus de tester les performances et la consommation énergétique, nous testons également l'opérabilité des serveurs, qui comprend le provisionnement automatique. Nous choisissons donc nos fournisseurs en fonction de tout cela. »

« Par rapport à la génération précédente, nous avons découvert que les CPU AMD EPYC de 4e génération permettaient une amélioration de plus de 30 % des performances en termes de coûts », déclare Simon Wang. « La migration a été très facile pour la production et l'automatisation des usines. La transition a été également fluide pour le service informatique. La seule chose sur laquelle nous avons passé plus de temps a été la création du masque R&D, car ce processus nécessite une très grande précision, mais en fin de compte, l'équipe a certifié les CPU AMD. »

« En janvier de cette année, nous nous sommes intéressés au nombre total de CPU que nous avions achetés l'année dernière et aux prévisions pour cette année », continue Simon Wang. « Nous avons réalisé qu'en déployant des CPU AMD EPYC de 4^e génération, nous pouvions acheter moins de serveurs tout en augmentant les performances de calcul de 30 à 40 %. Nous devions donc procéder à la migration. » Grâce à l'augmentation des performances par serveur, TSMC a également besoin de moins d'espace dans le centre de données pour offrir les mêmes performances.

De meilleures performances, des coûts réduits et une consommation diminuée

La consommation énergétique a également été réduite grâce à la densité des serveurs. « Les performances de calcul ont augmenté de 10 à 20 % par watt d'énergie consommée », déclare Simon Wang. « Le plus grand nombre de cœurs par CPU et la prise en charge de plus de mémoire sont les meilleures fonctionnalités des processeurs AMD. Les performances en termes de coûts par socket sont également meilleures. Pour le même nombre de cœurs, nous avons constaté qu'un socket était plus performant de près de 10 % et que le coût était inférieur. D'après notre expérience, l'efficacité énergétique est supérieure de plus de 30 % avec les processeurs AMD EPYC de 4e génération. Pour la fabrication TSMC la plus avancée, plus de 90 % de la charge de travail s'exécute désormais sur des CPU AMD EPYC de 4e génération. Le service informatique de TSMC dispose maintenant de près de 20 000 serveurs propulsés par des CPU AMD EPYC pour nos trois types de charges de travail, 6 600 d'entre eux étant déjà équipés de CPU AMD EPYC de 4^e génération. »

TSMC utilise des processeurs AMD EPYC 9124 et 9354P de 4e génération pour ses nœuds de travail général Kubernetes, des CPU 9254 pour les nœuds de base de données Kubernetes et des processeurs 9254 ou 9454P pour les nœuds Cassandra. « Nous allons continuer à déployer des CPU AMD dans nos centres de données, car, d'après notre expérience, ils sont meilleurs en termes de coûts, de performances et de puissance de calcul par watt », poursuit Simon Wang. « Plus de 90 % des serveurs x86 que nous achetons utilisent désormais des CPU AMD EPYC de 4e génération. Nous garderons un œil sur les produits AMD de nouvelle génération. »

« La politique du service informatique de TSMC a toujours été d'utiliser les produits les plus récents pour améliorer les performances de nos centres de données », déclare Simon Wang. « Les produits AMD sont parfaits pour les environnements cloud natifs en raison de la densité de cœurs et de la prise en charge de grandes quantités de mémoire. C'est idéal pour les environnements multi-locataires et multitâches. Et le coût n'est pas non plus élevé. »

« Nous entretenons un partenariat collaboratif très fluide avec AMD », conclut Simon Wang. « Ces produits répondent très bien à nos exigences en matière de performances et de coûts. Nous sommes impatients de découvrir les derniers GPU d'AMD, notamment l'Instinct MI300X avec sa vitesse et ses performances supérieures. Nous pourrons ensuite déployer les technologies AMD sur davantage de charges de travail. »