Epyc Secrets: как процессоры AMD Epyc могут быть Outmaneuver, Outscale Intel

На прошлой неделе на ISSCC (это Международная конференция по полупроводниковым сетям) AMD рассказала о соображениях дизайна, которые привели к ее серверным процессорам Epyc, и почему компания уверена, что ее подход к разработке серверных процессоров принесет значительные дивиденды по сравнению с практикой Intel.

В то время как обе компании конкурируют на рынке серверов x86-64, они использовали совершенно разные подходы к своим высокопроизводительным процессорам. Intel поддерживает так называемый монолитный дизайн ядра. Эта философия дизайна приводит к тому, что один процессор установлен на процессор. По мере увеличения масштаба сердечника матрица становится все больше и больше. Чем больше ядер у вас есть, тем сложнее обеспечить, чтобы каждое ядро ​​ЦП имело соответствующий доступ к кэшу L3 с одной и той же латентностью.

Хотя Intel никогда не выпускала формальные размеры матрицы, Anandtech утверждает, что 10-ядерные процессоры Skylake-SP весом в 322 мм2, 18-ядерные чипы на 484 мм2 и 28-ядерные чипы на 698 мм2. Хотя мы и не знаем, насколько хороша производительность Intel на чипах, таких как Core i9-7980XE, можно разумно ожидать, что они будут хотя бы немного ниже четырехъядерной или восьмиядерной. Вот почему компании используют восстановление, чтобы блокировать плохие ядра, а не бросать процессор.

Intel с ее глубокими карманами может позволить себе создавать эти монолитные матрицы для высокопроизводительных чипов серверов и рабочих станций, но сложность этого заключается в том, что обычно компания занимает месяцы дольше, чтобы запускать новые высокопроизводительные серверные процессоры, основные потребители.

Дилемма AMD

Те из вас, кто следил за AMD за последние несколько лет, знают о том, насколько опасно финансовое положение компании в эпоху Бульдозера. На сегодняшний день AMD представила только два штампа - кристалл Ryzen 7 1800X, который использовался для каждого процессора Ryzen без интегрированной графики и кристалла Ryzen 5 2400G, который сочетает в себе четырехъядерный процессор с графическим процессором на кристалле. Одним из ключевых критериев для новой серверной инициативы AMD с Epyc было найти способ масштабировать свой восьмиядерный блок RZZ RZZ в серверных процессорах, которые могут бросать вызов Intel по всему продуктовому стеклу.

18-ядерный Core i9-7980XE от Intel стал быстрее, чем 16-ядерный Threadripper от AMD, но также намного сложнее масштабировать. В настоящее время семейство Intel Core i9 использует LGA2066, а его высокоинтегрированные компоненты Xeon используют LGA3647. Неясно, сможет ли Intel масштабировать LGA2066 до более высоких показателей ядра, не требуя полной замены материнской платы при еще более высоких ценовых премиях, - и это до того, как мы перейдем к разнице в цене за тысячу долларов между Threadripper 1950X (1000 и 16 ядер) и Intel Core i9- 7980XE (2000 долл. США, 18 ядер).

Напротив, у AMD есть путь к 32-ядерному Threadripper прямо сейчас. Он может развернуть Threadripper до 24 или 32 ядер просто путем увеличения количества MCM под радиатором.

Конструкция MCM не имеет нескольких недостатков; По оценкам AMD, использование многочипового модуля требует 10-процентного штрафного штрафа, но это наказание затмевается от удара, который потребует урона процессора и стоимости процессора. Использование структуры MCM также позволило AMD переместиться на восемь каналов памяти DDR4 (более точно сказать, что Epyc - это дизайн 4 × 2, в котором каждый из них имеет собственную двухканальную память DDR4). Четырехцилиндровый процессор Epyc предлагает 64 слота PCIe 3.0, с 128 шинами PCIe, доступными в системе с двойным гнездом. С другой стороны, тесты энергопотребления показали, что, хотя AMD потребляет меньше энергии на ядро, чем Intel, Infinity Fabric, похоже, потребляет больше энергии, чем топология кольцевой шины Intel.

AMD не хотела много говорить о том, как она намерена улучшить Epyc в будущих поколениях, но они были оптимистичны в отношении производительности Epyc на сегодняшний день. Обширные данные по серверным бенчмаркам трудно найти, но обзор Johan De Gelas для Anandtech в 2017 году показал, что Epyc был сильным конкурентом Xeon в целом ряде тестов, и в то же время успешно превзошел его в тестах FPU. Есть несомненные тесты, где Epyc отстаёт конкурентов. Анандтех заключает:

Новейшее ядро ​​AMD - грозный противник. Скалярные операции с плавающей запятой, очевидно, намного быстрее на ядре AMD, а целая производительность - на тех же часах - наравне с Intel. Двойная схема CCX и конфигурация квадроциклов оставляют на столе большую производительность, поэтому будет интересно узнать, как много AMD узнала об этом, когда они запустили преемника 7nm «Рим» ... В целом, надо сказать, что AMD выполненный очень хорошо и поставил новый серверный процессор, который может предложить конкурентоспособную производительность для более низкой цены на некоторых ключевых рынках. Особо следует обратить внимание на клиентов серверов с нескалярными разреженными матричными HPC и приложениями с большими данными.

Решение MCM от AMD не является совершенным, но это решение, необходимое компании для серверных процессоров с большим количеством ядер. Это позволило AMD использовать единый диск Ryzen для всех своих процессоров и быть агрессивным по ценовым ценам на сервер, тем самым выиграв от эффекта масштаба. Когда 12nm Ryzen CPU начнут работать в ближайшие несколько месяцев, мы должны получить предварительный просмотр любых изменений AMD, сделанных в ядре или Infinity Fabric. По мере того, как обе компании расширятся, будет интересно узнать, какой подход выигрывает между подключением чипов через MCM и использованием большой монолитной матрицы.