AMD全新Zen3架構第三代EPYC 7003系列發布

桌面、筆記本消費級市場之后，AMD全新的Zen3架構今天終于正式進入數據中心、服務器領域，這就是——第三代EPYC(霄龍)7003系列，代號“Milan”(米蘭)。

經過第一代AMD EPYC 7001系列(Naples)、第二代 AMD EPYC 7002系列(Rome)兩代產品三年多的耕耘，AMD在服務器市場已經取得不小的突破。

權威市調機構Mercury Research數據顯示，2020年第四季度，AMD EPYC的市場份額已經達到了7.1%，同比增加2.6個百分點。

第三代EPYC 7003系列采用和銳龍5000系列同款的Zen3架構，IPC(每時鐘周期指令數)對比Zen2提升19%，而在特定企業級負載、云端負載、HPC高性能計算負載中，更是都可以帶來最多大約2倍的性能提升。

不過針對數據中心市場，Zen3架構還有一些特定的變化，比如說ISA指令集，就新增了多達7條。

加速、加密、解密算法部分擴展了AVX2指令，可以支持到256位。

安全部分是改進最大的，比如SEV(安全加密虛擬化)可以限制中斷的注入，防止惡意管理程序注入SEV-ES訪客中斷/異常類型;

比如SNP(安全嵌套分頁)，在現有SEV-ES對虛機內存、寄存器加密保護的基礎上，增加系統完整性保護，防止惡意管理程序通過重放、損壞、重新映射做攻擊;

EPYC 7001系列上市的時候，正好碰上幽靈、熔斷安全漏洞爆發，AMD產品雖然受影響較小，但AMD仍然以為當時的解決方案相對比較倉促，不夠完美。

在最新的EPYC 7003系列上，AMD已經在架構上最好了強防御，同時對性能的影響也降到了最低。

這是EPYC 7003系列的內核布局圖、特性亮點。

EPYC 7003系列除了升級架構，基本延續了上一代的整體設計和布局，還是內部集成最多八個CPU Die、一個IO Die，仍然最多64核心128線程、256MB三級緩存，但是在細節特性上仍有很多變化。

內存方面，還是支持DDR4-3200，單路最大容量4TB，但是在四通道、八通道之外，新增加了六通道模式，稍后細說。

IO方面，每顆處理器還是128條PCIe 4.0通道，但是在雙路系統中，對外除了128條通道之外，還增加了162條可選，也就是將雙路彼此互連的通道數降為94條，依然不影響性能。

這些對外的PCIe通道可以靈活配置，用于PCIe、SATA、一致性互連等，最多支持32個SATA/NVMe存儲設備。

三級緩存的變化是Zen3架構的一大突出亮點。Zen2、Zen3上每一個CPU Die都是32MB三級緩存，但是前者是分離的兩部分，各自16MB，都只能由一半4個核心共享。

Zen3上則是32MB一體化，八個核心都可以訪問全部容量，等于每個核心可用的三級緩存容量直接翻了一番，有利于加速核心、緩存之間的通信，有效降低內存延遲。

三級緩存容量更大了之后，配置也更加靈活。Zen2架構上，每四個核心共享的16MB三級緩存，可以配置8MB存放所有核心共享的數據，另外8MB存放每個核心自己的數據。

Zen3上所有核心共享數據還是8MB的話，每個核心可以私用的容量最大就是24MB，可以輕松緩存更多數據和指令，進而提高命中率、提高性能。

內存方面，剛才也提到了，這次支持三種通道模式，其中八通道是最完整的，可以對稱插入8條或16條內存。

六通道、四通道的話，自然分別是6條、12條或者4條、8條，不過注意對插槽安裝順序有一定要求，而且這時候是處于交叉存取(interleaving)的交織狀態，也就是奇數地址、偶數地址分開，不影響連續字節刷新，便于加快內存訪問速度。

四通道模式是針對成本優化，適合內存需求不高的客戶。六通道則提供了更靈活的選擇，兼顧成本、性能，適合四通道不夠用、八通道太浪費的場景。

接下來說說具體型號。EPYC 7003系列共有包括19款不同型號，包括15款雙路型、4款單路型，按照核心數量劃分有八種，包括8/16/24/28/32/48/56/64核心。

旗艦型號是EPYC 7763，64核心128線程，頻率2.45-3.50GHz，熱設計功耗280W。

另一款64核心是EPYC 7713(EPYC 7713P)，頻率2.0-3.675GHz，熱設計功耗225W。

頻率最高的是EPYC 72F3，也是唯一的8核心，基準就有3.7GHz，最高加速可達4.1GHz，熱設計功耗180W。

EPYC 7003系列延續了AMD的一貫傳統，所有技術特性在所有型號上一視同仁，沒有縮水，包括八通道DDR4-3200、最大4TB內存、128條PCIe 4.0、多線程與自動加速、18G Infinity Fabric互連總線、SME安全內存加密、SEV安全虛擬化加密、Fabric總線與內存頻率同步等等。

EPYC 7003家族型號可以分為三種類別，客戶可根據需求靈活選擇。

一是強調核心性能的，頻率更高，每核心緩存容量也更大，編號上第三位都是字母“F”，共四款。

二是突出核心數量的，包括48/56/64核心，共五款。

三是注重各方面均衡與優化的，兼顧性能、成本，共十款。

再看性能表現，這次很直觀地列出了各款型號的相對性能比例，包括上代型號，還加上了和部分競品的對比。

HPC高性能計算負載，64核心旗艦EPYC 7763，對比上代64核心EPYC 7H12領先17%，對比競品28核心的至強金牌6258R則是遙遙領先106%，就是欺負對手核心少。

云計算負載，EPYC 7763對比EPYC 7H12提升了14%，對比至強金牌6258R則是再次領先106%。

企業級負載，EPYC 7763對比EPYC 7H12提升了21%，而對比對手頂級的28核心至強鉑金8280，則是輕松取勝117%。

即便是只拿出一半實力的32核心型號EPYC 75F3，AMD依然優勢盡顯，對比上代32核心EPYC 7532提升了21%，而對比28核心的至強金牌6258R，則是大幅領先70%。

憑借更多核心，EPYC 7003可以大大提高部署密度，在同樣的性能下節省成本、空間、能耗。

比如構建25000單元的整數性能，至強金牌6258R的話需要63臺服務器、4個機架，EPYC 7763則只需要32臺服務器、3個機架，節省49%的服務器數量、25%的機柜空間、35%的功耗、35%的TCO成本(4年周期)。

在數據中心和服務器領域，只有產品是不夠的，更需要強大生態的支持。EPYC 經過三年的耕耘，已經贏得了行業的普遍認可，平臺廠商、云服務廠商、軟硬件方案廠商都十分豐富。

平臺方面(主板/服務器等)，可以看到源訊(Atos)、華擎、華碩、思科、戴爾、富士康、技嘉、新華三、慧與(HPE)、英業達、聯想、神達(Mitac)、微星、云達(QCT)、超威、泰安、緯穎(Wiwynn)、緯創。

云服務方面，可以看到亞馬遜AWS、阿里云、微軟Azure、Google云、IBM云、甲骨文云、騰訊云。

最后是價格，對比上代有不同程度的上漲，但是在數據中心，這個價格依然很良心。

比如，旗艦64核心EPYC 7763 7890美元(千顆批發價下同)，比上代EPYC 7742高了13.5%——28核心的至強金牌8280可是要超過1萬美元。