AMD официально представила 12 процессоров EPYC с числом ядер до 32

Как и было объявлено на пресс-конференции в рамках Computex 2017, AMD официально представила новые серверные процессоры EPYC. Они опираются на знакомую архитектуру Zen, с новыми процессорами AMD планирует завоевать значимую долю на серверном рынке. На данный момент доля AMD ничтожна мала, здесь доминирует Intel, а в некоторых специфических областях сильных другие производители, та же IBM.

До сегодняшнего дня были известны только наиболее важные технические спецификации. У самого мощного процессора EPYC имеются 32 ядра, которые могут выполнять до 64 потоков одновременно, а также восемь контролеров памяти. 2x 4 канала позволяют установить восемь планок памяти каждый. В двухсокетной системе мы получаем до 32 DIMM, что теоретически дает до 4 Тбайт памяти.

AMD нацеливает системы на одно- и двухсокетный сегмент. Для расширения доступны 12 линий PCI Express 3.0. Стратегия EPYC предусматривает большее число ядер, большую пропускную способность памяти и большие объемы памяти. Все это верно и для одно-, и для двухсокетных систем.

Представлены 12 новых серверных процессоров

Сегодня AMD представила 12 моделей серверных процессоров EPYC. Девять процессоров ориентированы на двухсокетные серверы, то есть относятся к high-end категории. Три оставшиеся предназначены для односокетных серверов. Остальные процессоры AMD представит в конце июля.

Все процессоры опираются на одинаковую базовую структуру. А именно четыре кристалла Zeppelin в мультичиповой упаковке MCP (multi-chip package). Каждый кристалл Zeppelin оснащен восемью ядрами, то есть разделяется на два блока CPU Complex. Процессоры поддерживают новый интерконнект, который используется во всех современных чипах AMD: Infinity Fabric.

Интерконнект Infinity Fabric используется для связи двух процессоров в двухсокетных системах. Оба процессора предлагают только 64 линии PCI Express каждый, оставшиеся 64 линии отводятся под интерконнект. В сумме два процессора предлагают 128 линий PCI Express которые можно использовать совершенно произвольно. Например, для подключения шести GPU-ускорителей или нескольких накопителей.

90-95% рынка и схема именования

Позиционирование на одно- и двухсокетные системы, как считает AMD, позволит компании удовлетворить потребности 90-95% серверного рынка. Четырехсокетные серверы AMD считает неактуальными. Название линейки EPYC было известно и ранее, но теперь AMD представила официальную схему именования процессоров. Новые процессоры относятся к семейству EPYC 7000, отдельные модели будут называться EPYC 7351P, например. Модельный номер процессора состоит из следующих частей:

• 7 = линейка EPYC 7000
• 35 = индекс производительности
• 1 = 1-е поколение
• P = один сокет

Ниже мы привели таблицу односокетных CPU. Все они оснащаются 64 Мбайт кэша L3, поддерживают восемь каналов памяти DDR4-2666 и упомянутые выше 128 линий PCI Express. Отличия кроются в тактовых частотах и числе ядер. AMD указывает базовую частоту, частоту Boost для всех ядер и максимальную частоту для двух ядер. Разные TDP указаны для памяти DDR4-2000 (меньшее энергопотребление) или DDR4-2666 (большее энергопотребление).

Ассортимент двухсокетных процессоров намного больше:

Интересно отметить, как именно AMD сконструировала модели с числом ядер меньше 32. В каждом блоке CPU Complex отключается по одному ядру. В результате мы получаем шесть ядер на кристалл Zeppelin, четыре кристалла в упаковке MCP дают 24 ядра. У 16-ядерных моделей отключается по два ядра на CPU Complex; в случае 8-ядерных CPU только одно ядро на каждый CPU Complex остается активным. Независимо от конфигурации, число каналов памяти и линий PCI Express не изменяется.

AMD обеспечивает определенную гибкость по TDP. Кроме приведенных значений в таблицах выше, соответствующих обычному уровню, AMD также указывает работу в режимах Low TDP и High TDP.

В итоге AMD дает производителям систем определенную гибкость по дизайну систем.

Первые тесты производительности демонстрируют заметный отрыв

AMD уже показала результаты собственных тестов на RYZEN Tech Day в начале марта. AMD сравнивает новые CPU с нынешними процессорами Xeon. Но на самом деле процессоры EPYC все же следует сравнивать с моделями Skylake-SP, которые Intel представит летом.

MCP, Infinity Fabric и NUMA

С процессорами RYZEN тема интерконнекта и/или задержек и пропускной способности между блоками CPU Complex была одной из ключевых. В серверном сегменте она тоже довольно важна. И здесь нам хотелось бы вернуться к теме, поднятой несколько дней назад. Если сравнивать размеры кристаллов современных процессоров Intel и AMD, то хорошо заметно, что обе компании используют разные стратегии для создания крупных чипов. AMD опирается на модульный дизайн, а Intel выпускает крупные монолитные кристаллы значительной площади.

Оба подхода имеют свои преимущества и недостатки. Кристаллы в дизайне MCP производить сравнительно проще, но и выше зависимость от быстрого интерконнекта. Крупные монолитные чипы обходятся дороже в производстве из-за своей площади, но параметры связи компонентов внутри одного чипа более предсказуемы, это касается и пропускной способности, и задержек.

В случае процессоров EPYC с четырьмя кристаллами Zeppelin, каждый из кристаллов соединяется с тремя другими через интерконнекты. Одна подобная связь имеет пропускную способность 42,6 Гбайт/с в двух направлениях. Важным параметром здесь является энергопотребление интерфейса, которое рассчитывается на бит. AMD указывает 2 пДж или 0,66672 Вт на канал, то есть 0,333 Вт на кристалл Zeppelin с каждой стороны канала. В сумме энергопотребление составит 4,032 Вт.

В двухсокетных системах два процессора EPYC тоже соединяются через Infinity Fabric. AMD использует четыре канала с пропускной способностью 37,9 Гбайт/с каждый. Как видим, каналы работают чуть медленнее, чем между кристаллами Zeppelin. Причина кроется в большем расстоянии между процессорами, кристаллы внутри упаковки Zeppelin расположены намного ближе.

В результате пропускная способность между двумя сокетами составляет 152 Гбайт/с, энергопотребление – 10,94 Вт (9 пДж на бит, 5,48 Вт на процессор и 1,368 Вт на кристалл Zeppelin.

Кроме пропускной способности и энергопотребление следует учитывать и задержки. AMD говорит о низких задержках, но конкретные значения не приводит. В случае процессоров RYZEN нам, по крайней мере, известны значения для связи между блоками CPU Complex, ресурс PCPerspective провел соответствующие измерения.

Внутри CPU Complex задержки составляют 26 нс. Если происходит обмен данными между ядрами в блоке CPU Complex, задержки увеличиваются до 42 нс. В случае обмена данными между двумя CPU Complex задержки составляют уже 142 нс. Что касается связи между кристаллами Zeppelin, то пока результатов тестов нет. То же самое касается связи между двумя CPU в двухсокетной системе.

Server Controller Hub и интерфейсы ввода/вывода

Кроме 128 линий PCI Express на процессор дополнительные интерфейс в системе предлагает SCH (server controller hub). Он обеспечивает, например, четыре порта USB 3.0, многочисленные интерфейсы I2C и SMBus. Также чипсет содержит несколько тактовых генераторов.

Линии PCI Express можно распределять на разные устройства, но полной свободы AMD не обеспечивает. 128 линий PCI Express разделены следующим образом:

• 1x Infinity Fabric
• 1x 16 линий
• 2x 8 линий
• 4x 4 линии
• 8x 2 линии
• 16x 1 линия
• 8x SATA

Таким образом, можно подключать до 64 отдельных устройств. В том числе использовать до 32 накопителей NVMe.

Будущее в тумане

Но пока не совсем понятно, как новые процессоры повлияют на серверный рынок. AMD тесно работает с производителями, такими как Dell и HP, которые наверняка представят соответствующие серверы. Но помогут ли они закрепиться AMD на весьма консервативном и сложном серверном рынке? К концу года процессоры EPYC будут доступны в больших количествах. И через несколько месяцев мы увидим, сможет ли AMD повторить успех процессоров RYZEN на серверном рынке.