AMDが進めるITユーザーのためのエネルギー効率化とは？

AMDでは、人々の生活を向上させ、お客様やエンドユーザーが自らのエネルギー使用量やGHG排出量を削減できるような製品を生み出すことに努めています。AMDは、製品設計やシステムレベルの最適化において、お客様やパートナーと緊密に連携し、環境への影響やエネルギー使用量を最小限に抑えるなど、環境の持続可能性を推進しています。消費電力 1 ワット当りの演算性能を最大化することは、当社の事業戦略上極めて重要です。当社製品の最先端のチップ・アーキテクチャ、設計、電力管理機能は、エネルギー効率の大幅な向上を実現しており、それを証明する実績もあります。例えば、モバイル機器に搭載されるプロセッサーのワット当たり性能は、AMD 25×20 Energy Efficiency目標（2014-2020）を上回る31.7倍を達成しました¹。

現在、 AMD Ryzen™ プロセッサーは、Energy Star 8.0要件よりも最大43%優れた電力効率を持つ AMD Ryzen™ 5800U プロセッサーなど、妥協のないエネルギー効率の高いノートパソコンの実現に引き続き貢献しています²。1万台のPCを4年前の AMD Ryzen™ 2500U プロセッサーから新しい AMD Ryzen™ 5800U プロセッサーにアップグレードした企業は、およそ272000kWhの電力と183mtのCO2を削減でき、これは10年間育てられた3187本の木の苗に相当すると言われています³。

AMD EPYC™ プロセッサーは、データセンターにおいて、最もエネルギー効率の高いx86サーバーを駆動し、優れたパフォーマンスとエネルギーコストの削減を実現します⁴。競合ソリューションよりも少ない物理サーバーでアプリケーションのパフォーマンス要求に応えることでエネルギー効率を高め、データセンターのフットプリント、関連エネルギー、GHG排出量を削減することができます。例えば、1200台の仮想マシンを提供するためには、10台の2P AMD EPYC™ 7713 搭載サーバー、または15台の2P Intel® Platinum 8380搭載サーバーが必要と推定されます。AMDのソリューションでは、サーバーの台数が約33%少なく、消費電力が約32%少なく、GHG排出量が約70メートルトンのCO2eを節約できると推定されます。これは、米国の28エーカーの森林の炭素固定量に相当します⁵。

エネルギー効率は、複数の並列コンピュータに処理能力を集中させるスーパーコンピューティングに関して、最も重要です。Green500リストでは、世界で最もエネルギー効率の高いスーパーコンピューターをランク付けしています。2022年6月のアップデートでは、 AMD EPYC™ プロセッサーと AMD Instinct™ アクセラレーターが、トップ5のうち4台、トップ10のうち8台、トップ20のうち17台の最も効率的なスーパーコンピューターを支えていることが示されました。Frontier test and development system（TDS）スーパーコンピューターは、最適化された第3世代 AMD EPYC™ プロセッサーと AMD Instinct™ MI250x アクセラレーターをベースに、2022年6月のGreen500アップデートでトップの座を確保しました。

Abstract glowing virtual neural network. Futuristic coding or Artificial Intelligence concept 3d illustration

私たちの継続的な野心は、ハイパフォーマンス・コンピューティングや人工知能トレーニング用のサーバーを駆動するAMDプロセッサーとアクセラレーターのエネルギー効率を2025年までに30倍にするというAMDの目標に反映されています。2021年、AMDは3.9倍の増加を達成しました。2022年のほぼ半ばには、第3世代 AMD EPYC™ CPU 1個と AMD Instinct™ MI250x GPU 4個を搭載したアクセラレーター・コンピューティング・ノードを使用して、2020年比でエネルギー効率を6.8倍向上させ、目標達成に向けて順調に進んでいます⁶。

「人工知能トレーニングやハイパフォーマンス・コンピューティングに使用される加速されたコンピュートノードに対してAMDが設定したエネルギー効率目標は、現代のワークロード、代表的な動作、正確なベンチマーク方法を完全に反映しています。」とジョナサン・クーミー博士、クーミー・アナリティクス社社長も語っています。

AMDの環境サステナビリティプログラムとイニシアチブに関する詳細は、当社のウェブサイトをご覧ください。

こちらの記事はAMD本社のPDF文書を機械翻訳したものをもとに構成したものです。詳しくは元記事をご覧ください。

脚注：

¹ 2020年4月15日時点のAMD Performance Labsによるテスト。テストしたプロセッサー AMD FX-7600P、AMD FX-8800P、AMD FX-9830P、AMD Ryzen™ 7 2700U、AMD Ryzen™ 7 2800H、AMD Ryzen™ 7 3750H、およびAMD Ryzen™ 7 4800H。25×20プログラムは、ENERGY STAR Rev 6.1 8/12/2014および3DMark® 2011 P-ScoreとCinebench R15 nTに対してトラッキングされています。結果は、ドライバおよびBIOSによって異なる場合があります。RVM-108

² 2022年2月現在、 AMD Ryzen™ 7 Pro 5800U をEnergy Star 8.0要件に照らしてAMDラボで測定した結果に基づくものです。結果は変動する可能性があります。CZM-146

³ AMDラボで測定した AMD Ryzen™ 2500U と AMD Ryzen™ 5800U のEnergy Star測定結果に基づくKWh節約量の推定値。EPA温室効果ガス当量計算機（https://www.epa.gov/energy/greenhouse-gas-equivalencies-calculator）に基づく、CO2削減量と育つ木の苗の推定値です。結果は異なる場合があります。CZM-147

⁴ EPYC-028A: 2/2/22現在、SPECのウェブサイトで公開されているSPECpower_ssj® 2008の結果のうち、総合効率が最も高い55の出版物は、すべて AMD EPYC™ プロセッサーを搭載したものでした。一覧はhttps://www.amd.com/en/claims/epyc3x#faq-EPYC-028。SPEC®に関する詳細な情報は、http://www.spec.org。SPECおよびSPECpowerは、Standard Performance Evaluation Corporationの登録商標です。

⁵ MLNTCO-021。このシナリオには多くの仮定と推定が含まれており、AMD内部の調査と最善の近似値に基づいてはいるものの、情報提供のみを目的とした一例と考えるべきであり、実際のテストに対する意思決定の基準として使用するべきではありません。 AMD EPYC™ SERVER VIRTUALIZATION and GREENHOUSE GAS EMISSIONS TCO ESTIMATION TOOLは、1台の仮想マシンに1コアと8GBのメモリを必要とし、合計1200台の仮想マシンを提供するために必要な2P AMD EPYC™と2P Intel® Xeon®サーバーソリューションを比較したツールです。この分析には、ハードウェアと仮想化ソフトウェアの両方のコンポーネントが含まれています。ハードウェアのコスト（CPU + メモリ + ストレージ + シャーシ）。このソリューションの分析で使用した2P AMD 64コアEPYC_7713プロセッサーは、サーバーあたり128コアを提供し、各プロセッサーのコストは7060ドル、サーバーは32 x 32GB DIMMを使用して必要最低限のメモリフットプリントを実現し、1RUサーバーシャーシのコストは2200ドル、サーバーラック1台分を必要とします。AMDのソリューションでは、ハードウェアの総取得予定価格は217880ドルです。このソリューションの分析で使用された40コアのIntel Xeon Platinum_8380プロセッサーは、サーバーあたり80コアを提供します。各プロセッサーは8666ドルで、サーバーは16 x 64GB DIMMを使用して必要最小限のメモリフットプリントを達成し、2500ドルの2RUサーバーシャーシで、サーバーラック2台を必要とします。インテルのソリューションの場合、ハードウェアの取得コストは合計で390060ドルと見積もられます。

運用コスト。この分析の中核となる仮定は以下のとおりです。電力コストは0.12ドル、各ラックの電力はkW（ワット）、PUE（電力使用効率）は1.7、サーバーラックサイズは42RUです。各サーバーには、それぞれ3ワットの消費電力があるハードディスクが1台あります。サーバー管理者の年俸は、30台の物理サーバーを管理して85000ドルで、給与負担率は30％です。VM管理者の給与は85000ドルで、負担率は30％、400台のVMを管理しています。

AMDのOpExコストは、ハードウェア管理コストが110500ドル、不動産コストが19440ドル、電力コストが40208.4ドルで、3年間のTCOコスト（ハードウェアコストと運用コスト）の合計は388028ドルと試算されています。インテルの推定OpExコストは、ハードウェア管理コスト165750ドル、不動産コスト38880ドル、電力コスト58704ドルである。

HARDWARE TCO: これは、ハードウェアに直接関連するCapExとOpExである。AMD EPYC_7713ソリューションでは、10台の2Pサーバーが必要で、CapExは217880ドル、3年間の推定TCOコスト（CapExとOpEx）の合計は388028ドルとなります。インテルPlatinum_8380プロセッサーでは、15台の2Pサーバーが必要で、設備投資額は390060ドル、3年間の総TCOコスト（設備投資額と運用コスト）は653394ドルと見積もられています。AMDのソリューションでは、この仮想化ソリューションのハードウェアTCOが、インテルのソリューションに比べて1 – ($388028 ÷ $653394) = 41%低く見積もられます。

VIRTUALIZATION TCO: 分析は、以下の推定値に基づいています。3年間の仮想化（ハードウェア、運用、ソフトウェアのコスト）は、Intelソリューションが2005974ドル、AMDソリューションが1621248ドルです。これは、AMDソリューションの方が3年間で約19%安いことを意味します。1 – ($1621248 ÷ $2005974) = 19% です。EPYCソリューションの1年目のTCOは844816ドル、Intelの1年目のTCOは1167418ドルです。AMDソリューションの1年目のVMあたりのTCOは$704.01、Intelソリューションの1年目のTCOは$972.85となります。VMあたりの1年目のTCOは268.83ドルで、インテルより約28％低くなっています。VMあたりの1年目のTCOは、1年目のTCO（ハードウェア、ソフトウェア、1年目のOpEx）を取り、VMの総数で割ることによって算出されます。この分析で使用した仮想化ソフトウェアは、VMware® vSphere Enterprise Plus w/ Production support ライセンスを持つVMwareです。この分析では、1ソケット+コアあたり5968ドル、3年サポートのライセンス価格を使用しています。VMware ソフトウェアの詳細については、https://store-us.vmware.com/vmware-vsphere-enterprise-plus-284281000.html を参照してください。

1200台のVMで、VMあたり1コア、VMあたり8GBのメモリを使用する場合、Intel Platinum_8380プロセッサでは、15台のサーバーと60本のライセンスが必要です。AMD EPYC_7713ソリューションでは、10サーバーと40ライセンスが必要です。AMDのソリューションでは、Intelのソリューションに比べてサーバーの台数が33%少なくなります。

AMDサーバーと仮想化ソフトウェアライセンスのコストは456600ドル、Intelのコストは748140ドルです。ハードウェアと仮想化のコストは、AMDの方が291540ドル（約39％）低くなっています。

AMD EPYC™ 7713を搭載したサーバーは、この分析の3年間で、154132.2kWhの電力を節約しています。このデータを活用し、「2020 Grid Electricity Emissions Factors v1.4 – September 2020」の国・地域別の電力係数と、米国環境保護庁の「Greenhouse Gas Equivalencies Calculator」を使用すると、AMD EPYC™ 搭載サーバーは69.86メートルトンの二酸化炭素相当量を削減することができます。この結果は、米国のデータに基づき、以下のいずれかの温室効果ガス排出を回避した場合の節約量と推定されます。

本分析で使用した2020 Grid Electricity Emissions Factors v1.4 – September 2020のデータはhttps://www.carbonfootprint.com/docs/2020_09_emissions_factors_sources_for_2020_electricity_v14.pdf、本分析で使用したUS EPA Greenhouse Gas Equivalencies Calculatorはhttps://www.epa.gov/energy/greenhouse-gas-equivalencies-calculator で参照できます。

仮想化ソフトウェアの価格は、2021 年 9 月 14 日現在、オンラインで入手したものです。第三者機関の名称は、情報提供のみを目的としており、各所有者の商標である可能性があります。価格はすべて米ドル表示です。

AMD CPUの価格は、2022年1月現在の1KU価格に基づいています。Intel® Xeon® Scalable CPUのデータおよび価格は、2022年1月現在、https://ark.intel.com。価格はすべて米ドルです。結果は以下のように生成されます。AMD EPYC™ SERVER VIRTUALIZATION and GREENHOUSE GAS EMISSIONS TCO ESTIMATION TOOL – v10.13にて算出。

⁶ EPYC-030。計算には、1）GPU HPCおよび機械学習（ML）の導入を含む、セグメントごとに予測される2025年の導入量およびデータセンターの電力利用効率（PUE）を含む利用可能な調査とデータに基づいてKoomy Analyticsで実施した2025年のベースケースkWh使用予測、2）セグメントごとの利用（アクティブ対アイドル）割合を組み込んだAMD CPUソケットおよびGPUノードの電力消費、ワットあたりの性能を計算するための実際の総エネルギー使用量を求めるPUE掛け合わせたもの、が含まれています。6.79x = (2025年のベースケースHPCノードkWhr使用量予測 x DGEMMと標準的なエネルギー消費を用いたAMD 2022年のパフォーマンス/ワット向上 + 2025年のベースケースMLノードkWhr使用量予測 * ML計算と標準的エネルギー消費を用いたAMD 2022年のパフォーマンス/ワット向上）/ (2020 perf/Watt * 2025年のベースケース予測kWhr使用量). 目標および手法の詳細については、https://www.amd.com/en/corporate-responsibility/data-center-sustainability。