2022年我國(guó)政府工作報(bào)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(jié)能”等等，重點(diǎn)推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和工作，并落實(shí)行動(dòng)方案。
在關(guān)于數(shù)據(jù)中心發(fā)展方面，則多次使用了“約束、加強(qiáng)”之詞，如：進(jìn)一步約束數(shù)據(jù)中心的水資源利用率和循環(huán)措施；提升PUE+WUE效率，加強(qiáng)中水使用；加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心廢水、廢油、煙氣排放管理。
并且，隨著能源、金屬等價(jià)格的上漲，數(shù)據(jù)中心的投資與運(yùn)維成本將繼續(xù)上升，企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步通過(guò)新技術(shù)來(lái)降低數(shù)據(jù)中心的成本。
數(shù)據(jù)中心節(jié)能，AMD已在路上
我們?cè)賮?lái)看看數(shù)據(jù)中心，在一排排星羅密布的機(jī)架中，能耗最高的當(dāng)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(shè)備為其輔助散熱，因此老舊數(shù)據(jù)中心的PUE值一直難以降下。隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)，CPU的效率也越來(lái)越高，憑借核心數(shù)量及性能的優(yōu)勢(shì)AMD提出了“單路打雙路”及“一臺(tái)打多臺(tái)”的新思路。值得關(guān)注的是，在很多企業(yè)級(jí)應(yīng)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(jí)用戶(hù)帶來(lái)什么呢？沒(méi)錯(cuò)！就是3D V-Cache。正如之前互聯(lián)網(wǎng)上的各種預(yù)測(cè)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(tái)L3緩存則首度破“GB”大關(guān)，達(dá)到了1.5GB。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(nèi)部代號(hào)為米蘭-X。它可以看作是第三代EPYC的增強(qiáng)版，在保持功耗不變的同時(shí)，在諸多企業(yè)級(jí)應(yīng)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(gòu)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?zhí)幚砥鳌J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(jí)緩存擴(kuò)容到96MB，憑借這項(xiàng)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(jí)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(jì)4款可供選擇。64核128線(xiàn)程的旗艦型號(hào)7773X處理器，基礎(chǔ)頻率為2.2GHz，加速頻率可達(dá)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(dāng)于前者的3倍。我們來(lái)看看3D V-Cache緩存的分布情況。談到AMD的Zen架構(gòu)處理器，相信大家對(duì)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。
一般情況下CCD核心單元包含CCX（CPU Complex，可看作是純計(jì)算單元）及Infinity Fabric，每個(gè)CCX整合了8個(gè)Zen內(nèi)核，每個(gè)核心都有獨(dú)立的L1與L2緩存，L3緩存則為共享形式。因此，以Zen3架構(gòu)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(jì)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(kuò)展性、延遲和能效方面都表現(xiàn)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(jí)應(yīng)用中能夠明顯提升計(jì)算性能。對(duì)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(chǔ)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(shù)量及良品率控制，所以容量不能做的很大。而再下一級(jí)就是L3緩存和內(nèi)存，相比之下內(nèi)存依然是“CPU之外”的存儲(chǔ)，其位寬、頻率及延遲等性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)遜于CPU緩存，所以這里就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)超高速率的處理器+小容量緩存與大容量?jī)?nèi)存之間形成的性能“斷層”。如何很好地彌補(bǔ)這一“斷層”？需要L3緩存來(lái)實(shí)現(xiàn)。L3緩存依然位于CPU內(nèi)部，因此性能強(qiáng)勁，且容量能夠做得相對(duì)大一些，就像是高速度的“存儲(chǔ)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(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。因此L3緩存是拓寬系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換瓶頸的重要“交通樞紐”。多年來(lái)，AMD也是潛心致力于擴(kuò)大L3緩存容量，用以提升整體性能。隨著制造工藝的不斷進(jìn)步，3D V-Cache得以實(shí)現(xiàn)，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(jì)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(shù)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。如此規(guī)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(duì)米蘭-X進(jìn)行了全面測(cè)試，其中包括計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）、有限元分析（FEA）、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）以及結(jié)構(gòu)分析，這四大領(lǐng)域。
EDA是Electronic design automation的縮寫(xiě)，指的是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件，來(lái)完成超大規(guī)模集成電路芯片的功能設(shè)計(jì)、綜合、驗(yàn)證、物理設(shè)計(jì)，包括布局、布線(xiàn)、版圖、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查等流程的設(shè)計(jì)方式。在當(dāng)今這個(gè)數(shù)字化時(shí)代，EDA被譽(yù)為半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、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(shè)計(jì)方面也都離不開(kāi)EDA。在各種復(fù)雜設(shè)計(jì)的模擬方面，性能強(qiáng)勁的服務(wù)器可以讓工作效率實(shí)現(xiàn)大幅提升，并可直接縮短設(shè)計(jì)周期。在EDA測(cè)試中，擁有3D V-Cache的第三代AMD EPYC 7373X對(duì)比EPYC 73F3，結(jié)果顯示能夠?yàn)镾ynopsys VCS這樣的EDA RTL模擬提供高達(dá)66%的性能提升。
此外，在FEA、CFD等分析及仿真程序測(cè)試中，米蘭-X也表現(xiàn)出了更強(qiáng)大的性能，并且能夠幫助企業(yè)級(jí)用戶(hù)在同樣的時(shí)間內(nèi)解決更多問(wèn)題。
AMD繼續(xù)擴(kuò)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(jí)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(kuò)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(jì)算注入了全新的活力。據(jù)了解，基于米蘭-X的Microsoft Azure HBv3虛擬機(jī)將于近期正式上線(xiàn)，相比前代HBv3系列虛擬機(jī)，能夠在關(guān)鍵HPC 工作負(fù)載中的性能提升高達(dá) 80%。
服務(wù)器方面，此次包括Atos、Cisco、Dell、HPE、Lenovo、QCT以及Supermicro在內(nèi)的眾多OEM合作伙伴都已經(jīng)為Milan-X做好了準(zhǔn)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(jí)市場(chǎng)中大放異彩，很多用戶(hù)都用更少數(shù)量EPYC服務(wù)器替代了原有平臺(tái)，在降低功耗與采購(gòu)成本的同時(shí)又減少了能耗，兼顧了節(jié)能與高性能。全面迎合了我國(guó)數(shù)據(jù)中心未來(lái)發(fā)展方向。在“Zen 4”推出之前，AMD發(fā)布米蘭-X，不斷的強(qiáng)化自己的產(chǎn)品陣營(yíng)，以更高的性能迎接來(lái)自競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的挑戰(zhàn)。而在絕對(duì)性能方面，米蘭-X又再次刷新了多項(xiàng)紀(jì)錄，給企業(yè)級(jí)用戶(hù)交上了一份合格的答卷。
