真正的反擊：AMD發布EPYC 7000系列伺服器CPU

說實話，AMD今年3月發布的Ryzen - 也就是Zen架構的主流產品，對於AMD來講並不是今年最重要的產品，但也已帶來了足夠的競爭。伺服器產品才是AMD在今年的重中之重，這裡是市場份額和盈利的主要來源。

今天AMD正式發布了伺服器處理器 - EPYC。

EPYC是什麼？

EPYC處理器是AMD的伺服器CPU產品線，實際上是4個Zeppelin晶片（Ryzen上使用的）MCM封裝而成，每個Zeppelin晶片可提供8核心、32條PCIe 3.0通道、雙通道DDR4。

加起來一共32核心、128條PCIe、8通道DDR4

晶片間採用Infinity Fabric鏈接，關於IF的解析看這篇吧：AMD 晶元基石：Infinity Fabric解析

每顆EPYC 7000處理器能提供128條PCIe 3.0通道，相當於I/O +6塊 PCIe 3.0 x16 滿速顯卡，或者32塊NVMe存儲

所有PCIe都可分配給I/O設備，比如SATA存儲或者網路介面，抑或設置成Infinity Fabric互聯模式，連接其他產品。

此外每顆EPYC都有4個I/O集線器，帶來額外的存儲支持

每路8通道DDR4 - 容量最大2TB。

雙路平台上每路處理器會分出64條PCIe配置成Infinity Fabric模式作為互連，所以雙路依然是128條PCIe

內存容量和通道數翻倍為4TB、16通道。

EPYC產品線

今天AMD公開了12款EPYC 7000系列處理器的規格。其中9款為雙路，3款為單路。

頂級的4款今天開售，其餘的7月底。

目前的EPYC已經是B2步進。

命名方式：

EPYC - 品牌名

首位數字 7：EPYC 7000系列

後兩位數字：產品定位、性能

最後一位 - 1：第1代

P：單路處理器

所以將來可能會有EPYC 7XX2之類的新版本，還可能會拓展出新的系列（EPYC 5000/3000？）

全部EPYC 7000處理器都有完整的128條PCIe 3.0通道

都有完整的64MB L3

都支持8通道 DDR4 2666

那麼基本只有核心數、頻率上的差異，並不會因為定位不同就閹割某些東西。

32核為8+8+8+8，24核為6+6+6+6，

16核為4+4+4+4，8核為2+2+2+2配置

頂級的EPYC 7601為32核/64線程，基礎頻率2.2GHz，32核加速2.7GHz，最大頻率3.2GHz。當活躍核心數<12時可達到3.2GHz的最大頻率（也會受散熱等其他因素影響）。

下面的兩款7551/7501規格差不多，頻率稍有區別，與7601一樣，當活躍核心數<12時可達到3.0GHz的最大頻率（也會受散熱等其他因素影響）。

7551的TDP為180W，而7501的TDP為155/170W

AMD解釋說有兩種TDP的CPU在155W時支持DDR4 2400，在170W時支持DDR4 2666

是否還有其他區別尚無法得知

24核的SKU也差不多情況，只是EPYC 7401在155W模式下，只有最多8核能達到加速頻率

16核SKU目前還沒發售，頻率也更低，都有155/170W兩種TDP

而八核的EPYC 7251就有點奇怪了，2.1GHz基礎頻率，2.9GHz最大頻率，TDP 120W

頻率比他高的Ryzen 7 1700 TDP也只有65W

因為7251是2+2+2+2配置，相當於每顆晶片開啟2核心，每個CCX只有1顆核心，保留了完整的64MB L3，每核心獨佔8MB L3；

還有八通道內存和PCIe，耗電自然就上去了

這個SKU是給需要更多內存，或者每核心更多緩存的用戶提供的。

AMD的策略

當前雙路佔了伺服器市場的80%，所以EPYC提供最多雙路選項

同時雙路出貨量最大的也並不是高端產品，50%以上是E5-2650V4以下的中低端產品

所以在雙路市場，同價位AMD提供性能優勢

由於Intel的伺服器市場分級策略，用不上雙路的用戶也被迫購買雙路平台，不然沒法得到額外的拓展

所以針對雙路出貨量大的市場，AMD這次採用以一換二的策略，雙路2650V4及以下可替換為單路EPYC，提供更多性能以及拓展。

實際性能

有人質疑這裡AMD給出的性能是否客觀，章節附註AMD寫出：Intel至強的分數來自於spec官網，為了將ICC換算為GCC乘以了0.575的係數

為什麼要乘以0.575？

因為Intel在spec官網的分數使用的是自家的ICC編譯器，針對spec進行了針對性優化

SPECint_rate_base2006中462.libquantum分數過高，達到了20200，導致整體分數比實際值要高。

AMD稱用GCC編譯 -O2標誌，E5-2699AV4的性能比ICC下降了43%（0.575x）。

ICC並不是很常用，用的最多的還是GCC和MSVC等

ICC得出的分數的確需要做調整，至於差距有沒有43%這麼多就不好說了

每家自己的PPT性能都會含那麼點水分

所以EPYC和Broadwell-E的實際性能對比還是要等實測。

帶寬

由於採用了4xMCM設計，EPYC實際上就是一個NUMA架構

處理器內部

在同一顆EPYC處理器內部，每個Zeppelin晶片都是通過InfinityFabric直接與其他晶片相連，所以數據在晶片間傳輸只需要1次跳躍

每條IF帶寬為雙向42.6GB/s，每bit消耗大概~2pJ的電能（每條IF 0.672W，1條IF在每個晶片上為0.336W，總共4.032W）

參照：Intel在Broadwell上用的eDRAM為50GB/s雙向

總共6條IF提供了每秒2Tbit的速率，延遲未知

處理器間互連

處理器間的通信早已集成在每個Zeppelin晶片內部，並不是通過單一模塊實現。

每個晶片與另一顆處理器上同位置的晶片相連，每條連接為37.9GB/s雙向，每bit消耗~9pJ電能

由於物理距離更遠，延遲應該要高於內部互連

所以雙路間帶寬共152GB/s，滿速共10.94W功耗，每顆處理器5.48W，平均每個晶片1.368W。

處理器間IF加上處理器內部IF的功耗，平均每個Zeppelin晶片上的IF在滿速會消耗2.376W電能。

PCIe帶寬

每顆EPYC 7000處理器都支持128條PCIe 3.0。

8條 x16的連接可以以8GT/s的PCIe模式工作，也可以在10.6GT/s的IF模式下工作。

PCIe模式下每條連接有32GB/s的雙向帶寬，8條共256GB/s

好處是可以拆分：

每條x16的連接支持InfinityFabric（綠色）、PCIe（藍色）和SATA（紫色）。

PCIe可以一直拆分到x1，但每個PCIe x16連接最多只支持8個PCIe設備，所以最好是x8+ x4+ x2+ x1+ x1+ x1+ x1+ x1

SATA拓展方面也一樣，每條x16連接可以支持8個SATA設備

每個處理器可以插64塊存儲/拓展設備，不需要任何交換/橋接，全部都是直連。

同時也支持NVMe，支持最多32個NVMe設備。

這和集成的Server Controller Hub也有關，這個集線器提供4個USB 3.0，2個SMBus（與I2C共享），6個I2C，1個SPI，1個eSPI，1個SPI TPM，GPIO等等

總體帶寬

內存：每路170GB/s，雙路340GB/s

處理器內部晶片互連：雙向170GB/s【按6條算是255.6GB/s】

雙路互連：雙向152GB/s

安全解決方案：AMD安全處理器、SME、SEV、AES128引擎

內部集成的安全處理器是一顆32bit ARM Cortex-A5作為微控制器，運行安全OS/內核，使用安全的片外存儲放置固件和數據 - 提供安全密鑰生成及管理的功能。

首先是硬體驗證啟動（TPM），然後是安全內存加密（SME）和安全加密虛擬化（SEV）

加密從內存就開始了，內存管理單元上掛了個AES-128引擎。這是為了防止物理性內存攻擊。每個虛擬機和系統管理程序都能夠生成獨立的密鑰。操作系統或系統管理程序可以通過頁表決定哪些頁需要加密，DMA引擎可以為外部設備（網路存儲、顯卡）提供這些加密頁面的訪問。

由於每個虛擬機或容器都有各自的密鑰，彼此隔離開來，防止交叉污染。未加密的虛擬機也可以和加密過的一起運行。密鑰對虛擬機自身透明，由受保護的管理程序管理。都內置AMD-V技術。

L1數據緩存採用SEC-DED ECC，L2/L3則是DEC-TED ECC。內存支持x4 DRAM device failure correction。

電源管理及性能

EPYC也支持0.25個倍頻調整

每個EPYC CPU都支持兩種模式，基於功耗和基於頻率的模式。

啟動時可以設置系統到特定的功耗，頻率會變動，但功耗受限

也可以設置特定頻率，但功耗不定

EPYC還可以設置特定的功耗，類似於cTDP

目前看TDP可以調高20W，或者降低15W

最低端的120W 八核只有調低的選項，這款主要面向內存需求高的用戶，所以可以理解

基於負載感知的電源管理

在對延遲不敏感的情況下，將負載平均分給更多核心，降低頻率和功耗

AMD稱提升了最多10%的每瓦性能。

每個核心的頻率和電壓可以單獨調整，精度到2mV

IF也可以動態調整，帶來8%的每瓦性能

總體能耗比提升

與雙路E5-2699AV4對比，AMD稱整數性能的能耗比達到了1.54倍，浮點性能的能耗比達到1.76倍

實際情況得看測試。

AMD正在構建生態系統

AMD這次拉到了不少大客戶，發布會上有惠普企業（HPE）、戴爾（Dell）、微軟等

惠普企業推出Cloudline產品線 - CL3150

戴爾EMC 則是把Epyc搬上世界最暢銷伺服器之一：最新一代PowerEdge

Supermicro也有伺服器主板

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