算力为王 第二代AMD EPYC处理器开启高性能计算时代

作者:贾桂鹏 来源:原创 2020-05-12

  技术的进步让我们体验到了越来越多科技的便利,无论是AI还是物联网,都逐渐成为生活的一部分。但时代变化、技术更迭,背后不变的是雪崩般增长的数据和与之伴生的算力黑洞。物联网推动数据几何级增长,人工智能和大数据技术则榨干了芯片企业每一丝算力,将这些数据转化为价值。而且在算法红利逐渐消失的现在,算力的增长就变成了货真价实的真金白银。作为最广为人知的芯片大佬Intel和AMD,也认同这条准则,不停更迭产品线,满足市场,特别是企业级对算力的渴求。

  2017年Zen架构发布后,凭借Zen构架带来的算力爆发红利,AMD开启了高性能计算的新时代。超高的性能与性价比,让AMD这两年在消费级市场,留下 “AMD,YES”的传奇。而企业级市场的格局,似乎也随着AMD EPYC服务器处理器的发布而展现出新局面。

  新标杆“Rome”

  2017年AMD推出第一代EPYC处理器,Zen架构的加持让它脱胎换骨,在性能上超越Intel,从而在x86服务器市场重新站稳脚跟,获得了冲击接近垄断的Intel x86服务器处理器市场的机会。

  而在第一代EPYC产品推出近两年后,AMD在2019年8月7日推出了代号为“Rome”的二代EPYC处理器。发布会上,AMD CEO苏姿丰喊出“这是目前性能最为强劲的X86服务器芯片”,原本属于Intel的x86服务器芯片冰山也在此刻悄然融化。

  在2020年4月15日,AMD进一步的扩展了第二代EPYC服务器处理器的阵容,推出了AMD EPYC 7F32、EPYC 7F52以及EPYC 7F72三款全新处理器,其采用了高效率的AMD Infinity架构并结合速度更快的Zen 2核心,针对于数据库、HPC、超融合基础架构工作负载提供了更佳出色的性能,这得益于每核16MB的L3缓存和更具竞争力的CLOCK SPEED。

  目前,采用EPYC处理器的生态还在继续扩大,这一生态系统包括OEM、云提供商、独立软件开发商(ISV)和独立硬件供应商(IHV)。并且,现有的OEM和新合作伙伴也在采用全新的AMD EPYC 7Fx2处理器。

  据悉,在EPYC系列处理器的推动下,AMD在全球服务器CPU市场的份额,在今年有望显著提升。到底是什么给了AMD自信,让他们在服务器处理器领域高歌猛进?仅仅是性能强劲吗?

  领先的仅仅是性能?

  记得在去年AMD发布第二代EPYC处理器时,简单粗暴的与Intel顶级的至强铂金8280进行了对比,结果AMD EPYC 7742证明自己性能翻倍的同时成本减半,引起了当时的热议。

  首先我们要了解,第二代EPYC处理器采用了Zen 2架构的7nm制程工艺,这意味着它在拥有更高晶体管密度、同等性能情况下,功耗可降低一半。

  其次,Zen2架构也在多个方面进行了增强,其中核心微架构升级带来了IPC提升,双倍数据吞吐量和位宽翻倍到256位的更高浮点运算性能。而计算与I/O单元分离使得单个处理器封装内链接多片独立硅芯片,在同等功耗下将会拥有更多CPU核心,不仅获得更高的性能而且降低了成本。

  Zen2架构单个计算模块的规格是8核心,16线程,单颗第二代EPYC处理器的SoC封装最多可以搭配8个计算模块,这样就能够实现最多64核心、128线程的规格。

  在浮点计算方面,第二代EPYC相较于前代则提供了翻倍的数据位宽、翻倍的向量寄存器位宽,翻倍的读取宽度,翻倍的存储宽度,并将双精度乘法延迟从四时钟周期降为三时钟。

  性能和成本上的优势,让第二代EPYC服务器处理器已经成为了业界宠儿,这也让AMD赢得了AWS、Google Cloud、Azure、IBM Cloud、Oracle Cloud、腾讯云等等大客户的订单,而这仅仅才是一个开始。我们已经开始畅想、期待“Milan”和“Genoa”的到来。

  如何面对高性能计算

  在性能保证的前提下,第二代EPYC服务器处理器就有很多事情可以做到,比如,高性能计算(HPC)领域就能让它一显身手。

  现如今被提及的高性能计算与传统的HPC之间已经有了些许不同,其中,包括人工智能、生命科学等等领域技术不断发展,所以对于计算力的要求也上升到一个全新的等级。这对于各个相关企业都会是一个全新的挑战。

  看似高性能计算离我们很远,但事实上,它离我们近在咫尺,比如在汽车领域中,发动机、底盘、车架,从内到外的设计都离不开HPC,再如医药领域,研发过程是从计算模拟开始的。而对于我们现在的生活来说,高性能计算显得至关重要。

  目前,基于第二代AMD EPYC处理器的服务器已经在高性能计算领域创下多达25项世界纪录。其中,多款第二代AMD EPYC处理器在SPECrate 2017 Floating Point和SPECspeed 2017 Floating Point中共斩获19项世界纪录。

  AMD在4月新发布的EPYC 7Fx2处理器,其针对工作负载提供全新性能增进功能,包括比竞争对手产品高出达17% SQL Server性能的数据库。至于,超融合基础架构方面,则在VMmark 3.1的跑分中胜出对手达47%,写下全新的世界记录。此外,在商用HPC方面,每核心执行计算流体力学的应用性能更胜出对手高达94%。

  AMD强大的HPC性能,也吸引着全球最领先的高性能计算用户的加入,目前,AMD与美国能源部橡树岭国家实验室合作研发的超级计算机Frontier,预计将会在2021年交付,并将会成为届时全球性能最为强劲的超级计算机;此外, HPE, 戴尔科技集团,苏黎世联邦理工学院、圣地亚哥超级计算中心等均宣布推出或使用基于第二代EPYC的超级计算机。

  从上述这些合作足以看出AMD在高性能计算领域中的地位,在这个信息量“爆炸”的时代,人工智能、机器学习、云计算、大数据分析等等都在无时无刻的推动着高性能计算的发展,而这对于处理器的性能和生态系统又提出了更高的要求。

  AMD第二代EPYC处理器在技术和性能上的优势,加之其领先的总体拥有成本优势,使其能够为HPC用户提供源源不断的算力支持,满足企业和科研机构对于高性能计算的需求。

  写在最后

  回顾AMD EPYC处理器的历史,第一代“Naples”为AMD杀回数据中心市场开启了大门,赢得了关注度,第二代“Rome”则让AMD有了再一次与Intel在服务器市场对决的实力,之后他们要做的除了继续推出Zen 3架构的“Milan”之外,需要更加专注打造完整的产业链。

  现在,AMD重新回到数据中心,也正式迎合了目前发展的变革,在过去几年间,数据中心在很大程度上被人工智能、机器学习、云计算和大数据所推动。而在未来,随着5G兴起,新冠疫情带来的学习和工作方式变化,电信、教育、在线政务、金融、制造等领域也存在巨大的增长需求,需要高性能计算来支撑。

  在各行各业,算力为王的高性能计算时代,已经来临。

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