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          緩存容量破紀錄!AMD 米蘭-X將性能再提升66%

          發(fā)布時(shí)間:2022-03-23 15:35:04

          2022年我國政府工作報告中,可以看到較為突出的關(guān)鍵詞有:“減碳”“治理”“改造”“推進(jìn)”及“節能”等等,重點(diǎn)推進(jìn)碳達峰、碳中和工作,并落實(shí)行動(dòng)方案。

          在關(guān)于數據中心發(fā)展方面,則多次使用了“約束、加強”之詞,如:進(jìn)一步約束數據中心的水資源利用率和循環(huán)措施;提升PUE+WUE效率,加強中水使用;加強數據中心廢水、廢油、煙氣排放管理。

          并且,隨著(zhù)能源、金屬等價(jià)格的上漲,數據中心的投資與運維成本將繼續上升,企業(yè)應進(jìn)一步通過(guò)新技術(shù)來(lái)降低數據中心的成本。

           

          數據中心節能,AMD已在路上

          我們再來(lái)看看數據中心,在一排排星羅密布的機架中,能耗最高的當屬CPU和GPU,它們一直都被譽(yù)為多核心、超高頻率的“組合體”,動(dòng)輒幾百瓦的功耗需要大量制冷設備為其輔助散熱,因此老舊數據中心的PUE值一直難以降下。
          隨著(zhù)技術(shù)的不斷演進(jìn),CPU的效率也越來(lái)越高,憑借核心數量及性能的優(yōu)勢AMD提出了“單路打雙路”及“一臺打多臺”的新思路。值得關(guān)注的是,在很多企業(yè)級應用場(chǎng)景中,AMD確實(shí)做到了!
          時(shí)至今日,AMD EPYC經(jīng)歷了三代的更新,性能方面已經(jīng)“修煉”得爐火純青,那么在2022年它將給企業(yè)級用戶(hù)帶來(lái)什么呢?
          沒(méi)錯!就是3D V-Cache。

           

          正如之前互聯(lián)網(wǎng)上的各種預測那樣,AMD這次真的將3D V-Cache引入了EPYC處理器上,并讓單顆處理器L3緩存容量破天荒地提升至768MB,或雙路平臺L3緩存則首度破“GB”大關(guān),達到了1.5GB。
          這,就是傳說(shuō)中的米蘭-X!

          米蘭-X問(wèn)世,破紀錄的L3容量

          2022年3月21日,AMD正式推出搭載AMD 3D V-Cache技術(shù)的第三代AMD EPYC(霄龍)處理器,其內部代號為米蘭-X。它可以看作是第三代EPYC的增強版,在保持功耗不變的同時(shí),在諸多企業(yè)級應用場(chǎng)景下能夠提供更高的性能。

           

          3D V-Cache的首度亮相是在Computex 2021上,是通過(guò)3D形式堆疊更多芯片模組,進(jìn)而構建出更大容量的3D垂直緩存(3D Vertical Cache)。近日AMD公布了第一款采用 AMD 3D V-Cache技術(shù)的銳龍處理器——銳龍7 5800X3D 處理器,就是通過(guò)3D V-Cache技術(shù)在頂部3D封裝額外的新緩存,將三級緩存擴容到96MB,憑借這項行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù),5800X3D 的游戲性能可提升15%。
          正如前文所述,在面向企業(yè)級的EPYC(霄龍)處理器中,AMD推出了擁有3D V-Cache技術(shù)的米蘭-X處理器,并提供 16核7373X、24核7473X、32核7573X及64核7773X,共計4款可供選擇。
          64核128線(xiàn)程的旗艦型號7773X處理器,基礎頻率為2.2GHz,加速頻率可達3.5GHz,TDP功耗280W。與米蘭相比,米蘭-X總L3緩存容量提升至768MB,相當于前者的3倍。

          打破系統瓶頸的768MB緩存

          我們來(lái)看看3D V-Cache緩存的分布情況。談到AMD的Zen架構處理器,相信大家對CCD一定不會(huì )陌生,其為Core Chiplet Die的縮寫(xiě),可以看作是多顆核心組成的處理器單元。

           

          圖:Zen3架構下的CCD單元(米蘭)
          一般情況下CCD核心單元包含CCX(CPU Complex,可看作是純計算單元)及Infinity Fabric,每個(gè)CCX整合了8個(gè)Zen內核,每個(gè)核心都有獨立的L1與L2緩存,L3緩存則為共享形式。因此,以Zen3架構EPYC 7003處理器為例,一組CCD核心單元就具備8核16線(xiàn)程,以及可共享的32MB的L3緩存。8套CCD核心單元組成具備64顆核心、128線(xiàn)程合計256MB的L3緩存。
          CCD核心與I/O之間采用Infinity Fabric總線(xiàn)連接,它在擴展性、延遲和能效方面都表現出色,具備512-bit總線(xiàn)位寬。相比上一代羅馬,EPYC 7003的每顆核心均可訪(fǎng)問(wèn)CCD單元中32MB的L3緩存,這在很多企業(yè)級應用中能夠明顯提升計算性能。
          對處理器而言,L3緩存容量的大小極為重要。如果簡(jiǎn)單地將存儲分層的話(huà),可以看到站在性能制高點(diǎn)的是L1和L2緩存,但由于頻率極高,受限于晶體管數量及良品率控制,所以容量不能做的很大。而再下一級就是L3緩存和內存,相比之下內存依然是“CPU之外”的存儲,其位寬、頻率及延遲等性能要遠遠遜于CPU緩存,所以這里就會(huì )出現一個(gè)超高速率的處理器+小容量緩存與大容量?jì)却嬷g形成的性能“斷層”。
          如何很好地彌補這一“斷層”?需要L3緩存來(lái)實(shí)現。L3緩存依然位于CPU內部,因此性能強勁,且容量能夠做得相對大一些,就像是高速度的“存儲池”,L3緩存向上承接超高速的L1及L2,向下則與更大容量但速度較慢的內存進(jìn)行數據交換。因此L3緩存是拓寬系統數據交換瓶頸的重要“交通樞紐”。
          多年來(lái),AMD也是潛心致力于擴大L3緩存容量,用以提升整體性能。隨著(zhù)制造工藝的不斷進(jìn)步,3D V-Cache得以實(shí)現,AMD 米蘭-X此次提升的就是CCD單元中L3緩存容量,從之前的32MB飆升至96MB,組成了共計768MB的超大容量。

           

           

          另外值得關(guān)注的是,AMD推出的這四款米蘭-X處理器無(wú)論核心數量多少,均配備了768MB的L3緩存,因此可以用脫胎換骨來(lái)形容。

          米蘭-X性能最高提升66%

          如此規模龐大的L3緩存可以說(shuō)是史無(wú)前例,那么它到底能帶來(lái)多大的性能提升呢?
          此次AMD也對米蘭-X進(jìn)行了全面測試,其中包括計算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)、有限元分析(FEA)、電子設計自動(dòng)化(EDA)以及結構分析,這四大領(lǐng)域。

           

           

          EDA是Electronic design automation的縮寫(xiě),指的是利用計算機輔助設計(CAD)軟件,來(lái)完成超大規模集成電路芯片的功能設計、綜合、驗證、物理設計,包括布局、布線(xiàn)、版圖、設計規則檢查等流程的設計方式。
          在當今這個(gè)數字化時(shí)代,EDA被譽(yù)為半導體設計、制造方面的基石,也是工業(yè)領(lǐng)域重要的組成部分。包括AMD、高通、三星等廠(chǎng)商在芯片設計方面也都離不開(kāi)EDA。在各種復雜設計的模擬方面,性能強勁的服務(wù)器可以讓工作效率實(shí)現大幅提升,并可直接縮短設計周期。
          在EDA測試中,擁有3D V-Cache的第三代AMD EPYC 7373X對比EPYC 73F3,結果顯示能夠為Synopsys VCS這樣的EDA RTL模擬提供高達66%的性能提升。

           

           

          此外,在FEA、CFD等分析及仿真程序測試中,米蘭-X也表現出了更強大的性能,并且能夠幫助企業(yè)級用戶(hù)在同樣的時(shí)間內解決更多問(wèn)題。

          AMD繼續擴大朋友圈,

          軟硬合作伙伴同發(fā)力

          近年來(lái),EPYC的成功讓AMD朋友圈逐漸豐富了起來(lái),幾乎所有的硬件廠(chǎng)商都已經(jīng)成為了AMD的合作伙伴,也幫助其在企業(yè)級市場(chǎng)屢屢攻城略地。
          此次米蘭-X的發(fā)布,AMD又將生態(tài)進(jìn)一步擴充,軟件方面支持了包括Altair、Ansys、Cadence、Dassault Systèmes、Siemens以及Synopsys等生態(tài)伙伴,讓EPYC能夠享受更多軟件優(yōu)化,進(jìn)一步提升工作效率。

           

           

          擁有3D V-Cache的AMD 米蘭-X處理器也給云計算注入了全新的活力。據了解,基于米蘭-X的Microsoft Azure HBv3虛擬機將于近期正式上線(xiàn),相比前代HBv3系列虛擬機,能夠在關(guān)鍵HPC 工作負載中的性能提升高達 80%。

           

           

          服務(wù)器方面,此次包括Atos、Cisco、Dell、HPE、Lenovo、QCT以及Supermicro在內的眾多OEM合作伙伴都已經(jīng)為Milan-X做好了準備,近期用戶(hù)就可以享用3D V-Cache了。

           

           

          一直以來(lái),AMD EPYC都憑借更多的核心及更高地性能在企業(yè)級市場(chǎng)中大放異彩,很多用戶(hù)都用更少數量EPYC服務(wù)器替代了原有平臺,在降低功耗與采購成本的同時(shí)又減少了能耗,兼顧了節能與高性能。全面迎合了我國數據中心未來(lái)發(fā)展方向。
          在“Zen 4”推出之前,AMD發(fā)布米蘭-X,不斷強化自己的產(chǎn)品陣營(yíng),以更高的性能迎接來(lái)自競爭對手的挑戰。而在絕對性能方面,米蘭-X又再次刷新了多項紀錄,給企業(yè)級用戶(hù)交上了一份合格的答卷。
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