Yes!AMD发布7nm服务器芯片「米兰」:Zen3架构,IPC提升19%,最高64核

AMD全新发布Epyc(霄龙)7003系列处理器,代号「米兰」 。该处理器基于Zen3内核和AMDInfinity架构打造,每核心最多可达32MB的L3缓存,相比二代处理器「罗马」,实现了19%的IPC提升 。

当地时间周一,AMD发布了全新的Epyc(霄龙)7003系列处理器,代号「米兰」(Milan),搭载了去年10月发布的全新Zen3架构 。Epyc「米兰」服务器芯片的规格与Ryzen5000系列CPU大致相同:多核心、高加速时钟频率、19%的单核性能提升,以及相较竞争对手英特尔表现出的巨大优势 。
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据AMD官网数据显示,EPYC7003系列处理器基于Zen3内核和AMDInfinity架构打造,具有整套功能和特性:先进的I/O、7nmx86CPU工艺技术以及片上集成安全处理器 。
EPYC7003处理器具有每核心最多可达32MB的L3缓存,支持4-6-8内存通道交织从而让多DIMM配置具有更好的性价比,并且其互联电路和内存之间时钟同步,所有这些特性都将促进更好、更快地得到结果 。
 
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AMDEpyc处理器 。
据悉,AMD发布「米兰」服务器芯片,旨在从竞争对手英特尔手中抢占更多的市场份额 。与消费级PC和工作站相比,AMD与英特尔在服务器芯片领域的竞争更为明显 。即使在AMD开始主导多线程性能之后,英特尔依然在单线程方面占据领先地位 。这一领先地位在2020年趋于消失,但英特尔依然可以拿出与AMD几乎相同的单线程性能,尽管在全线程性能方面遭到了碾压 。
据悉,AMD已经完成该芯片的设计,并委托台积电采用7nm芯片制程工艺来实现量产 。
全方位领先Intel至强可扩展处理器
与2019年自家发布的第二代7nm制程Epyc罗马(Rome)处理器相比,AMDEpyc「米兰」完成了从Zen2架构到Zen3架构的过渡,并且与桌面端Ryzen5000系列CPU相比相差不大 。
但与英特尔Xeon处理器相比,Epyc「米兰」的速度更快,且能够使用更少的物理空间和功率完成更多的工作 。下图展示了AMDEpyc处理器与英特尔Xeon处理器不同的发展曲线,其中Epyc处理器在2017年实现了突飞猛进,超越了英特尔Xeon,并在之后几年继续遥遥领先:
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此外我们可以看到,2017年和2018年,AMDEpyc和英特尔XeonScalable之间并没有拉开太大差距,但是AMD在2019年推出了Zen2架构,实现了真正的巨大飞跃 。
以具体数据说话,AMDEpyc7763系统上运行的VDI桌面会话数量是英特尔XeonPlatinum8280系统上的2.12倍:
 
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AMD首席执行官苏姿丰在发布会上 。
在高性能计算(HPC)和云计算工作负载方面,第三代Zen架构的AMDEpyc处理器较竞争对手英特尔双双提升了106%:
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在企业工作负载方面,AMDEpyc处理器提升了117% 。此外,即使从64核心的Eypc7763降至32核心的75F3,其性能依然较英特尔最佳性能提升了70% 。
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从罗马到米兰,Epyc处理器有哪些架构变化
 
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「米兰」实现了19%的IPC提升,而这主要由于其采用了全新Zen3架构,该架构改进了分支预测、执行pipeline更宽,每时钟周期加载/存储操作有所增加 。
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Zen3架构还提供了比Zen2更统一的L3缓存设计 。Zen2/Rome为每个四核组提供16MiBL3缓存,而Zen3/Milan为每个八核组提供32MiB的L3缓存 。虽然每核的L3缓存还是4MiB,但对于多核共享数据的工作负载而言,Zen3这种更统一的设计可以更好地节省缓存空间 。
如果八核的L3缓存数据为3MiB,则二代罗马处理器需要6MiB,在每个四核组中它需要进行一次复制 。而三代「米兰」处理器可以节省3MiB缓存,只用3MiB就可以服务八核,这也意味着单核可以处理更多L3缓存 。其结果就是针对大型工作负载实现更快的内核与缓存通信,同时有效存储延迟也出现对应的降低 。
【Yes!AMD发布7nm服务器芯片「米兰」:Zen3架构,IPC提升19%,最高64核】安全性改进
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AMDEpyc处理器在安全性方面的声誉要好于英特尔至强处理器 。从Epyc罗马开始,Spectre和SpectreV4攻击可以通过硬件和操作系统/虚拟机监视器(Hypervisor)得到缓解 。而这次新发布的「米兰」处理器支持安全嵌套分页(SecureNestedPaging),即为受信任的虚拟机提供保护,使其免于不受信任的虚拟机监视器,并且米兰还提供了一个新特性——CETShadowStack 。
该特性能够提供返回地址的镜像,从而免受面向返回编程(ROP)的攻击 。这使得系统能够检测和缓解攻击,即使成功实现了某个堆栈溢出攻击,但它无法攻击影子堆栈 。该特性要求操作系统/虚拟机监视器进行软件更新 。
Epyc「米兰」CPU型号
Epyc「米兰」处理器共有19种型号,包括15款双路型和4款单路型,核心数从8核到64核不等(每路16线程到128线程不等),下至8核72F3(3.70-4.10GHz,180WTDP),上达64核7763(2.45-3.50GHz,280WTDP) 。
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图源:https://www.amd.com/zh-hans/processors/epyc-7003-series
所有的「米兰」型号均提供同时多线程(单核双线程)、8通道DDR4-3200RAM、128lanePCIe4、安全内存加密、安全加密虚拟化等 。
其SKU被分为三个类别:
最高单核性能,这类SKU名称中的第三位为字母「F」,从8核180W72F3到32核280W75F3;
针对每个socket的最高核/线程数量进行优化,名称中带有「76」或「77」,从48C/225W7643到64C/280W7763 。
其他SKU名称以73、74、75开头,旨在「平衡」,可以优化性能和TCO 。
此外,如果SKU名称中有「P」,则表示这是一个单socket模型 。
AMD与英特尔之争
AMD表示,「米兰」数据中心处理器比英特尔目前最好的数据中心芯片还要快 。据了解,这款芯片由AMD设计,并委托台积电使用其7纳米芯片制程进行生产 。
与之相反,英特尔的一贯做法是「芯片设计与制造一体化」 。但近年来英特尔的芯片制程技术略显落后 。AMD「米兰」芯片及二代「罗马」芯片都超过了英特尔芯片,这帮助AMD抢占市场份额,比如谷歌弃用英特尔芯片,转用AMD数据中心处理器 。
AMD高级副总裁兼服务器业务部总经理DanMcNamara表示,他相信只要AMD继续将客户反馈集成到每一代芯片中,AMD将保持领先地位 。
「我们已经生产出了第三代处理器,我们认为这是针对数据中心的顶尖CPU 。如果我们继续这一步调,我们将保持高竞争力 。」Dan表示 。


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