AMD，开启数字世界的无限可能
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。
据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。
欲看更多文章