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AMD,开启数字世界的无限可能

 胖头陀科技 2021-03-15

作者|康翔

编辑|阿冒   设计|沐由

作为引领未来的新经济形态,数字经济正在加速蔓延至各行各业,大到航天计算,小到快递外卖,概莫能外。数字经济让产业融合成为可能,决定了产业经济乃至国民经济的走向。

我们知道,数字经济的“底座”是一座座拔地而起的数据中心。尤其是在去年的疫情期间,大量业务走向线上化、数字化,数据中心发挥了不可替代的枢纽作用。

数据中心的强大稳定与否,已经与数字经济的发展密切相关。人们在学习、工作以及生活模式上的根本性改变,也让我们对算力的“胃口”越来越好。

在多轮驱动之下,数据中心的价值与作用仍在不断被放大。

3月15日,AMD在全球正式发布广受期待的第三代EPYC(霄龙)处理器。显然,这意味着一场巨变即将到来——它不仅仅关乎到数据中心,更将深刻影响到产业经济的整体走向。

AMD高级副总裁兼服务器业务总经理Dan McNamara表示,第三代EPYC产品是AMD迈向高性能市场的重要一步,而这无疑会巩固和扩大AMD在数据中心市场中的领先地位。

首先,第三代EPYC在几乎所有的基准跑分上,都继续保持了性能的领先,创造了一系列的世界新纪录;其次,在整体拥有成本、单位性能成本等方面,第三代EPYC提供了极高的价值;最后,由于快速布局生态,AMD能够无缝快速地将成型的解决方案提供给客户,让他们在第一时间由此收益,游刃于数字时代。

AMD 全球院士、Zen核心首席设计师Mike Clark介绍,AMD一直致力于推进代际之间IPC性能的提升。以二代到三代的进化为例,AMD实现了大约19%的IPC性能提升。

毫无疑问,这是一次相当惊人的增长。我们知道,之前几年里,由于这样或是那样的原因,市场上原有的处理器性能增长相对乏力,部分厂商为此没少被外界挪揄。

那么,第三代EPYC这种立竿见影的性能提升,到底源自哪些因素呢?Mike表示,必须在整个架构的每一个环节和部分进行分别优化,规避任何可能的短板,才能实现这样的水平。

首先,AMD改善了分支预测的功能,不仅提高了准确性,而且能够更快到达目标。由于增加了更多的流水线,系统也能发出更快的指令,实现更高指数的吞吐量。

与此同时,AMD为推理等方面的工作负载进行了更强的赋能,从四核到八核让整个通讯的速度加快,效果更完善,即便是在线程比较少的系统里,由于可以实现共享内存调用,第三代EPYC同样可以有效降低内存访问的延迟。

在指令集优化方面,第三代EPYC也做了大量的改进,包括加速、加密、解密等方面,从而大大增强了系统的安全性和稳定性。

作为AMD院士及SoC架构师Noah Beck进一步细解了第三代EPYC的功能与特性。他表示,新产品可以实现每个核心32MB缓存的访问,而且在内存通道配置方面,也从原先的4+8增加到4+8+6,即便是二代平台的主板,也可以更新一下BIOS就实现插入兼容。

值得注意的是,诸如此类的设计,在第三代EPYC中并不少见——这种做法无疑是对客户既有投资的保护,让客户以最小的代价,进行核心部件的升级,从而得到最大的价值回报。

据Noah介绍,从二代到三代,AMD对CCD做了一个8核的完整整合,这样做的好处是每一个核心都能直接访问本地的三级缓存,从而直接提升了性能、降低了时延。

以数据库应用为例,原先的Zen 2只有少数核心可以共享缓存,而且会用去一半的三级缓存。全新的Zen 3则不同,它只会用四分之一的三级缓存,而且每一个核心都可以访问,能够有效提高命中率,而这个命中率就会直接反映到性能提升上——无论多核心或是多线程的应用,均是如此。

再说回到前文已经提及的内存通道配置。

在之前的Zen 2中,AMD提供了八通道和四通道两种配置,前者是为了性能考量,可以让内存位宽达到最大,后者则是针对成本优化,面向那些对内存需求不是特别高的客户。

在最新的Zen 3中,继八通道和四通道之外,AMD还提供了六通道选择。应该说,这种“细分”是必要的,客户可以藉此做出更平衡的安排,在性能和成本之间有了更加充分的选择余地。

Noah表示,安全同样是第三代EPYC设计的核心理念之一,广受业界好评的IO Die得到了沿用。在原有的各种安全机制之外,AMD还为秘钥的生成、管理,提供了加密的功能。由于硬件验证的启动,因此能够实现以硬件信任为基础的、更高级别的安全。

得益于此,第三代EPYC还可以在硬件层面增加对控制流攻击的防护,包括通过SEV-SNP等技术,对访客权限登录等虚机程序进行限制,防止它们进行恶意攻击。

AMD EPYC产品管理全球副总裁Ram Peddibhotla表示,AMD致力于持续为服务器市场提供高性能的CPU,可以说2017年的第一代EPYC开了一个非常好的头,由于性能异常强大,在市场中的口碑非常好。

在接下来的二代和三代,AMD每一次都做到了“性能更上一层楼”,始终保持了明显的提升,进行了大量的优化,这也让企业级的用户对第三代EPYC充满期待。

据Ram介绍,目前的第三代霄龙处理器家族,一共包括19款产品,大致可以分为三类:

第一类的四款主要针对关系型数据库、技术类运算以及商用场景,这类产品的特点是对单核性能进行了最大优化,它们的可调用缓存、可使用内存、带宽也同样极其强大。

第二类的五款是核心密度高的产品,其中7643是48核,7663是56核,其他三款均为64核,主要是针对企业应用、高性能计算和云计算,能够给行业提供非常高的多线程运算性能和多插槽运算性能。

第三类的阵营更加庞大一些,一共包括了十款产品。这些产品的核心数自16核起跳,最多32核,主要是针对性能平衡和优化,以及对于整体拥有成本有较强需求的企业客户。

Ram表示,从二代起,无论在单核性能、整体性能,还是线程密度等方面,EPYC就已经具有了明显的性能优势,而由于三代的显著提升,AMD现在更进一步拉开了与竞争对手的差距。

以针对云计算应用的SPECRate基准为例,双插槽的第三代EPYC可以比对手的同档次产品快106%;以针对企业应用的SPEC JBB基准为例,第三代EPYC比竞品可以高出117%。

这么说吧,假如客户要配置一个SPECRate为2.5万整数单位的系统,此前需要购买63台服务器,但是换做AMD第三代EPYC 7763,几乎可以打个对折——仅需32台——无论购置成本,抑或是后期管理运维成本,这种巨大的优势相信很难有人不为之心动。

《道德经》中,有一句我们耳熟能详的名言:“道生一,一生二,二生三,三生万物。”有趣的是,作为数据中心市场的主流玩家,经过前后三代EPYC迭代之后的AMD,也同样让我们看到了未来数字世界的无限可能。

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