AMD 第二代 EPYC 特色解密:異構 9 DIE 系統級晶片與 PCIe 4.0 技術,以同價位最強性能挑戰 Intel Xeon 霸權

2019.08.08 02:19PM
Graphic design, Font, Poster, Graphics, Design, Brand, Technology, Product, Halloween, Meter, halloween poster, Text, Font, Brand, Screenshot, Advertising, Technology, Logo, Multimedia, Graphics, Graphic design

AMD 稍早正式宣布第二世代 EPYC 平台、代號 ROME 的伺服器處理器發表,也是繼 2017 年推出第一代 EPYC 平台後一次全新的大升級,此次將核心架構提升到新世代 7nm 的 Zen 2 ,並且以獨特的 9 DIE 異構封裝系統級單晶片,在最大核心數量、記憶體支援與 I/O 頻寬等大幅提升,也是 AMD 寄予厚望能在伺服器挑戰 Intel Xeon 霸業的新一代平台。

Screenshot, Product design, Product, Design, Microsoft Azure, Advanced Micro Devices, , Brand, Meter, amd, Text, Font, Technology, Screenshot, Diagram, Brand

▲ AMD 強調第二世代 EPYC 全產品線特色功能皆相同

Angle, Line, Point, Font, Pattern, Meter, angle, Text, Line, Pattern, Design, Number, Font, Parallel, Monochrome, Illustration, Graphics

▲ EPYC 7002 系列名稱後帶有 P 的為單插槽平台用產品

Computer program, Computer Software, Computer terminal, Computer, Display device, Screenshot, Desktop Wallpaper, AMD Vision, Software engineering, Electronics, amd vision, Text, Font, Line, Technology, Number

▲ AMD 強調不因產品定位讓中低階產品在 PCIe 總線、記憶體通道也閹割

Epyc, Advanced Micro Devices, , Ryzen, , AMD Radeon Navi RX5700, Graphics Cards & Video Adapters, Computer Servers, Central processing unit, Processor core, gatwick airport, Text, Font, Scoreboard, Number

▲單插槽產品線藉由減少快取降低成本

相較代號 7001 系列的第一代 EPYC ,代號 7002 系列的 EPYC 自最低 8 核心到最高 64 核心提供豐富的產品項目,同時全系列都是採用均一的 Zen 2 架構,在技術上具備一致性,特別強調不會像競爭對手在不同級別的產品就對記憶體通道、 PCIe 總線等有所增減。不過 AMD 為了使產品價格更為實惠,特別針對單插槽伺服器規劃產品線,藉由較小的快取使價格比起針對雙插槽設計的產品線更便宜。

Advertising, Graphic design, Brand, Design, Technology, Graphics, Product, Meter, graphic design, Text, Font, Advertising, Technology, Graphic design, Architecture, Screenshot, Brand, House

▲ 第二代 EPYC 由原本單一晶片 4 CPU DIE 進化為 8 CPU + 1 I/O DIE 的混合架構封裝

Font, Technology, Presentation, Brand, Meter, software, Text, Technology, Font, Animation, Scoreboard, Metal, Diagram

▲藉由 Infinity Fabric 與將工作分配管理集中到 I/O DIE ,使得第二代 EPYC 延遲更低、多核溝通更快

Angle, Screenshot, Line, Technology, Presentation, Advanced Micro Devices, , Meter, Brand, amd, Text, Font, Sky, Line, Technology

▲ BOOST 的時脈可依照工作負載情況調整,藉此維持能耗、發熱與性能的平衡

代號 EPYC 7002 系列的第二代 EPYC 處理器最大的特色就是進一步將第一世代的 Multi-Die  SIP ( System in a Package ) 設計發揚光大,此次將 I/O 也一併整合到 SIP 的封裝上,利用基於 Infinity Fabric 的 14nm I/O DIE 管控 8 個基於 7nm Zen 2 架構的最高 8 核心 CPU DIE ,並輔以較前一世代更多的 DDR RAM 快取,大幅提升多核心協作的相互溝通能力與相互存取。同時,全新的能源管理機制能使第二代 EPYC 依照當前運算負載的不同動態調節核心的 Boost 情形,並兼顧能耗、發熱與效能。

Font, Brand, Technology, Product, , Advanced Micro Devices, Meter, amd, Text, Technology, Font, Electronic device, Animation, Games

▲不同於前一世代繁瑣的多核溝通方式,採用 I/O DIE 統一管理 CPU 與快取的第二代 EPYC 大幅降低多核心與跨處理器溝通延遲

且 EPYC 7002 系列也改善雙處理器平台之間相互溝通的流程,藉由處理器的 CPU DIE 與快取管理方式集中化,使得一個 CPU SoC 就是一個 NUMA ,相較上一代的雙 CPU 平台需要將每個 CPU DIE 視為單一 NUMA 、等同雙 CPU 共 8 個 NUMA 的情況,第二代 EPYC 直接進行每個 CPU DIE 的工作分配,不再需要由其中一個 CPU DIE 發號司令分配工作到其它三個 DIE ,同時搭配傳輸速率更高的 Infinity Fabric 取代前一代 DIE 與 DIE 連接的 PCIe ,大大降低多核溝通與跨處理器溝通的延遲。

Epyc, Central processing unit, Advanced Micro Devices, , Computer Servers, Integrated Circuits & Chips, , Intel, AMD RYZEN Threadripper 2990WX, Xeon, amd, Text, Font, Technology, Multimedia, Electronic device, Electronics

▲ EPYC 具備獨立的硬體級安全核心

Computer program, Screenshot, Computer, Font, Meter, Brand, screenshot, Text, Font, Sky, Technology, Screenshot

▲ AMD 特別強調高度安全性、尤其是沒有競品當前面臨的 Meltdown 漏洞

Computer program, Presentation, Screenshot, Computer, Font, Multimedia, , Aeon Credit Service M Bhd, Meter, Brand, aeon credit, Text, Product, Font, Technology, Multimedia, Screenshot, Media

▲ EPYC 強調具備高度安全性的記憶體加密

Computer program, Presentation, Screenshot, Computer, Multimedia, Font, , Advanced Micro Devices, Meter, Brand, amd, Text, Product, Font, Screenshot, Technology, Multimedia, Electronic device, Media

▲藉支援 SME 避免被進行物理性的記憶體攻擊

Computer program, Presentation, Screenshot, Computer, Font, Multimedia, Product, Meter, Brand, 2014, Text, Product, Font, Technology, Screenshot, Electronic device, Multimedia, Team

▲強調虛擬化也具備高度安全性

Screenshot, AMD Vision, Advanced Micro Devices, , Computer, Computer program, Line, Meter, amd vision, Text, Font, Sky, Technology, Screenshot, Electronic device

▲第二代 EPYC 可藉由 SEV HOST+ 提供最多 509 個使用者的虛擬化

安全性對於伺服器、資料中心是相當重要的, AMD 也不忘在 EPYC 強調其安全設計, AMD 在架構中整合獨立的硬體級安全核心,基於 Arm 的 Cortex-A5 ,藉此為處理器的安全與企業虛擬化等把關,除了基本的企業與虛擬化安全性,更指出不受如 Meltdown 等微架構設計層面的硬體漏洞影響。同時, AMD 更強調第二代 EPYC 平台的記憶體加密技術,無論是針對物理性攻擊防護或是虛擬化的記憶體安全,都提供多層面的安全加密技術,同時相較第一代 EPYC 僅能提供 15 個 memory key ,第二代 EPYC 提供達 509 個 memory key 可在高度安全的 SEV HOST+ 下提供最多 509 個用戶的虛擬化服務。

Epyc, , Advanced Micro Devices, Data center, Computer memory, Central processing unit, Text, Data, Business & Productivity Software, Presentation, software, Text, Font, Sky, Technology, Auto part, Electronic device, Screenshot

▲雖 EPYC 維持與前一代相同的 8 通道記憶體支援,但由於支援最高時脈提升到 3200MHz ,亦具備更高的記憶體頻寬

AMD Vision, Font, , Advanced Micro Devices, Technology, Brand, Presentation, Screenshot, Product, Meter, amd vision, Text, Font, Technology, Electronic device, Multimedia

▲ PCIe 4.0 有助提升如儲存、介面卡與網路的傳輸速度

記憶體與 I/O 通道也是 AMD 第二代 EPYC 的重要特色,雖然考量 CPU 快取維持與第一代 EPYC 相同的 8 通道記憶體,不過可支援最高 3200MHz DDR 4 ,也進一步提升記憶體通道頻寬,並最高提供單一處理器 4TB RAM 的總記憶體;此外第二代 EPYC 也是 PCIe 4.0 Ready 的處理器,單一處理器能夠提供 128 條 PCIe 4.0 總線、共 512GBps 傳輸性能(雙插槽最多提供 162 條總線), 128 條總線可分配成最多 8 條 PCIe 4.0 x 16 ,對於儲存或是擴充高速互聯網路卡等,皆能夠帶來較 PCIe 3.0 更好的傳輸性能與更低的延遲。 

Epyc, , , Intel, Advanced Micro Devices, Computer Servers, Computer program, Zen 2, Central processing unit, Xeon, multimedia, Text, Font, Technology, Multimedia, Electronic device, Screenshot, Electronics, Display advertising, Website

▲ AMD 強調 EPYC 是以新一代資料中心、超算應用逐步進化的處理器

對比第一世代 EPYC ,第二世代的 EPYC 在兩年的時間自基礎架構設計到封裝技術等都有顯著的變化,但同樣以同價位最高性能表現作為訴求,而第二世代的 EPYC 以創新的混合架構封裝系統級單晶片與加大快取設計方式,大幅降低多核心協作的延遲,輔以 8 通道 DDR4 3200MHz 記憶體支援、 PCIe 4.0 等創新技術,以及最高單 CPU 64 核心的設計,希望能在資料中心領域重新站穩腳步,而在活動上多家系統廠商、雲端服務商站台助陣的情況,也顯示 AMD 第二世代 EPYC 的設計規劃正確命中市場需求,然而 AMD 能否結合握有的 Radeon GPU 技術,強化自身平台異構運算的表現,或許也是 AMD 在 CPU 穩定之後下一步的重要戰略。