AMD تكشف MEXT لتقليص حاجة مراكز البيانات إلى DRAM بنسبة 75%.. فكيف تتجاوز بطء Flash؟

كشفت AMD عن برنامج إدارة الذاكرة MEXT، الذي يدمج ذاكرة DRAM التقليدية بوحدات تخزين Flash المستخدمة في أقراص SSD، بهدف تقليص الحاجة إلى ذاكرة الوصول العشوائي بنسبة تتراوح بين 20 و75% مع الحفاظ على أداء مشابه. وتقول الشركة إن التقنية قد ترفع سعة الذاكرة الإجمالية إلى ثلاثة أضعاف، رغم أن Flash أبطأ من DRAM بنحو 500 مرة.

ويعتمد البرنامج على محرك تنبؤ مدعوم بالذكاء الاصطناعي ينقل البيانات قليلة الاستخدام إلى وحدات Flash الأقل كلفة، ثم يعيد البيانات التي يُتوقع استخدامها قريبًا إلى DRAM قبل الحاجة إليها.

يأتي إعلان AMD بعد حديث سام ألتمان، الرئيس التنفيذي لشركة OpenAI، خلال الأيام الماضية عن استخدام ذاكرة RAM بكفاءة أكبر. وتسعى الشركة من خلال MEXT إلى خفض كلفة الذاكرة المتزايدة في مراكز البيانات والاستفادة بصورة أفضل من السعة المتاحة.

ارتفاع كلفة الذاكرة وهدر السعة

تزايد الطلب على الذاكرة مع توسع الاستثمارات في تطبيقات الذكاء الاصطناعي، بينما وُجّه جزء كبير من الطاقة الإنتاجية لذاكرة DRAM إلى خوادم الذكاء الاصطناعي. ونتيجة لذلك، أصبحت إمدادات الذاكرة أكثر صعوبة بالنسبة إلى أنظمة أخرى، وارتفعت الأسعار. ووفق بيانات AMD، يمكن أن تمثل تكلفة DRAM ما يصل إلى 75% من إجمالي تكلفة الخادم.

وترى AMD أن المشكلة لا تتعلق بالسعر أو التوريد فقط، بل تمتد إلى ضعف استغلال الذاكرة المركبة أصلًا. واستنادًا إلى أمثلة من Microsoft Azure وMeta، فإن 50% من DRAM المخصصة قد لا تستخدمها الآلات الافتراضية بسبب الإفراط في تخصيصها، بينما تبقى 25% أخرى من الذاكرة الموجودة في الخوادم خاملة وغير مخصصة لأي آلة افتراضية.

وتحاول MEXT معالجة هذا الهدر من دون شراء مزيد من الذاكرة الفعلية، عبر الاحتفاظ بالبيانات النشطة في درام ونقل البيانات غير المطلوبة إلى وحدات تخزين Flash الأقل كلفة.

وتقول AMD إن Flash أقل كلفة بنحو 50% من DRAM، كما يستهلك طاقة أقل بنحو 30 مرة.

كيف تعالج MEXT بطء Flash؟

بدأت AMD مشروع MEXT عام 2022. ويحلل النظام أنماط استخدام البيانات لتحديد ما يجب أن يبقى في درام وما يمكن نقله إلى التخزين. فالبيانات التي لم تُستخدم منذ فترة طويلة تُنقل إلى Flash، بينما تُعاد البيانات التي قد يحتاج إليها النظام قريبًا إلى DRAM قبل استخدامها، بما يقلل الفترة التي ينتظر فيها المعالج الوصول إلى المعلومات.

تهدف AMD من هذه الآلية إلى جعل Flash تعمل داخل الخادم كما لو كانت امتدادًا أكبر لذاكرة RAM، مع الاستفادة من انخفاض كلفتها واستهلاكها للطاقة. ولا يعني ذلك أن Flash أصبحت مساوية فعليًا لسرعة DRAM، بل إن محرك التنبؤ يحاول إبقاء البيانات الأكثر أهمية في الذاكرة الأسرع وتجنب عمليات النقل التي قد تؤثر في الأداء.

وتتكون MEXT من ثلاثة عناصر رئيسية: برنامج تشغيل لنظام Linux، ومحرك ذكاء اصطناعي، وأداة مراقبة تحمل اسم RAM View. ويعمل برنامج التشغيل مع توزيعات Linux المختلفة، مع استهلاك منخفض لموارد الخادم. أما المحرك، فيستخدم نماذج قائمة على بنية Transformer للتنبؤ بالبيانات التي ينبغي الاحتفاظ بها داخل DRAM.

وتقول AMD إن النظام يستطيع التدريب خلال أقل من ثانية، ويحتاج إلى نواة واحدة فقط من معالج EPYC، من دون الاعتماد على وحدة معالجة رسومية. وتعرض أداة RAM View استخدام الذاكرة في الخوادم لحظيًا، ما يساعد على التخطيط للسعة وتوزيعها بصورة أكثر كفاءة.

نتائج الاختبارات وسعة تصل إلى ثلاثة أضعاف

تقول AMD إن تقليل الذاكرة الفعلية المطلوبة بنسبة تتراوح بين 20 و75% يمكن أن يتم مع الحفاظ على أداء مشابه، الأمر الذي يسمح بتشغيل عدد أكبر من الآلات الافتراضية والتطبيقات باستخدام السعة المتاحة. وعند الجمع بين DRAM وFlash، يمكن أن تصل السعة الإجمالية للذاكرة إلى ثلاثة أضعاف السعة الأصلية، وفقًا للشركة.

وفي اختبارات شملت سيناريوهات Agentic AI التي تعمل فيها عدة أدوات ذكاء اصطناعي في الوقت نفسه، أدى استبدال 50% من سعة DRAM بـFlash إلى رفع الأداء مقابل تكلفة DRAM بنسبة 90% عند تشغيل خمس أدوات ذكاء اصطناعي بالتزامن. وفي التطبيقات التي تتطلب قدرًا كبيرًا من الذاكرة، بلغ التحسن 70%.

وعندما خُفضت حصة DRAM إلى 25%، ارتفع الأداء مقابل تكلفة DRAM إلى 3.4 أضعاف في سيناريو تشغيل خمس أدوات ذكاء اصطناعي معًا، بينما وصل الارتفاع إلى 3.5 أضعاف في التطبيقات كثيفة استهلاك الذاكرة.

اختبار داخل مراكز بيانات AMD أولًا

تعتزم AMD استخدام MEXT في مراكز بياناتها نفسها قبل توسيع نطاقها. وتخطط الشركة لتطبيق النظام مبدئيًا على 145 خادمًا، ثم رفع العدد إلى 2,000 خادم بحلول عام 2027. وتهدف من هذه العملية إلى تحقيق وفر في التكاليف بنسبة 83%، وتجنب إنفاق قدره 4.9 ملايين دولار على ذاكرة DRAM.

ولا تزال التقنية في مرحلة النشر الأولى، ويمكن تثبيتها على الخوادم المزودة بمعالجات AMD EPYC، وبعدد كافٍ من أنوية المعالجة، وفتحات NVMe SSD مخصصة. كما تخطط AMD لإتاحة MEXT مستقبلًا من خلال نظام ترخيص، لتُستخدم في مراكز البيانات الداخلية، وكذلك على منصات الحوسبة السحابية مثل AWS وMicrosoft Azure وGoogle Cloud.

المصدر: donanimhaber