3C王者

AMD再一次證明瞭自己的翻身絕無一絲僥幸。

如果說2017年的Zen架構 EPYC略有遺憾，而2019年的Zen2 EPYC借勢瞭7nm工藝的話，那麼如今AMD發佈的采用Zen3架構的第三代EPYC（霄龍）則是貨真價實的在制程工藝、核心架構上達到瞭業界頂尖水平，也讓“AMD YES”的口號再次刷屏各大社交媒體。

AMD總裁兼CEO蘇姿豐博士

在今年1月的CES大會上，AMD總裁兼CEO蘇姿豐博士在主題演講中發佈瞭基於Zen 3架構的銳龍5000U/5000H系列輕薄本、遊戲本平臺，並提到的采用Zen3架構的服務器處理器——第三代EPYC（霄龍）也將不日露面。於是就在北京時間3月15日晚11時，服務器平臺也迎來瞭更新——掐指算來，這次更新距離2019年Zen2 EPYC服務器版本的發佈恰好相隔18個月，踐行瞭摩爾定律的承諾。

這款代號為“米蘭”的產品脫胎於上一代的“羅馬”，打開世界地圖你會發現這兩個同屬於意大利的城市距離不過500多公裡，似乎隻有一小步；但是從Zen2 EPYC到Zen3 EPYC，雖然同樣基於7nm工藝，但是在核心架構上的改進依然不小，更重要的是經過前幾代產品的鋪墊，AMD EPYC這個名字已經得到瞭越來越多用戶的認可，也有更多的數據中心用戶開始嘗試並接受使用AMD平臺。所以從市場表現來看，這卻是AMD邁出的一大步。

兩倍企業級業務能力提升、兩倍雲計算負載處理能力提升、兩倍高性能計算應用能力提升，加上19%的IPC性能和40%每瓦性能的提升，這款處理器也創造瞭業界計算能力的新高度。下面，就讓我們來正式認識一下今天的主角——第三代EPYC（霄龍）處理器。

新調整新突破，IPC性能提升19%

大傢最關註的莫過於性能。正如我們剛剛提到的，全新一代的Zen3處理器性能提升瞭19%，這應該說是非常瞭不起的成績——在保證7nm同等工藝的前提下，僅通過架構微調就獲得瞭出乎意料的性能提升。而官方更是給出瞭這些提升的來源。

這次的提升得益於前端、載入/存儲、執行引擎、緩存預取、微操作緩存、分支預測等多個部分的合力貢獻。雖然看起來從Zen2到Zen3並沒有Zen到Zen2的變化巨大，但事實上其所帶來的提升依然不可小視。這其中，最重要的就是在緩存、流水線、載入/存儲等關鍵部件和功能上進行的改進。

率先改變的就是核心架構。我們都知道，緩存特別是L3緩存是影響當下x86性能的關鍵——如上圖所示，Zen2的單CCX（Core Complex）為4核心設計，即4核心共享16MB三級緩存，而到瞭這一代的Zen3則是將2個CCX整合為一個CCD（Core Chiplet Die），實現瞭8核心共享32MB三級緩存。

這或許是在晶體管增加不大的前提下獲得性能提升的最佳方式（如果是全互聯晶體管開銷是驚人的）。相比之下，Zen3少瞭CCX之間的IF總線數據交互，超大容量的L3有助於提高緩存命中率，減少內存訪問次數，從而極大程度降低延遲。從官方公佈的數據來看，這也是提升IPC的重要因素之一。

另一個帶來提升的因素則是載入/存儲機制的改變（Loads/Store），從 Zen2 每周期2 Loads + 1 Stores提升到瞭Zen3的每周期3 Loads + 2 Stores，幅度分別為+50% 和 + 100%。Load/Store屬於內存操作，因此增加Load/Store單元，主要改善的是涉及內存密集型的操作，具體得看程序裡的動態Load/Store 指令占比，L/S 動態指令占比越高L/S 單元性能表現影響應該越大，當然因為涉及到內存，所以 L1 D-Cache、L2 Cache、L3 Cache、硬件預拾取器、主內存以及它們的總線等也會有相應的影響。

除瞭性能之外，這次發佈的Zen3同樣也關註到瞭安全問題（但是對於中國市場來說，這個問題較為敏感）。2018年，一款名為“幽靈”的病毒對全球x86計算機安全帶來瞭巨大隱患，也刺激瞭早已被用戶放松的神經。為此，早在Zen2處理器上AMD就開始瞭積極的部署，而如今的Zen3更是具備瞭SME和SEV等多種防控技術，應該說從架構方面已經做好瞭強防禦，同時對性能的折損應該是降到最低，總結來說不僅實現19%的代際之間的IPC每核性能的提升，同時大大增強瞭系統的安全性和穩定性。

總體看來，全新Zen3在計算能力、內存緩存、IO吞吐和安全等多個方面都有瞭不同程度的提升。雖然在核心數量上並沒有升級（依然是最高64核心），但是在L3緩存容量上增加到瞭32MB；內存方面依然支持8通道，但是可以進行6通道交互，並且在PCIE接口上也有所改進，特別是優化瞭對於NVMe直連的支持。

這些基於7nm工藝的核心優化也使得Zen3帶來瞭前所未有的性能提升。相對於整體IPC19%的提升之外，在企業級應用、雲計算、高性能計算等多個方面Zen3都表現出瞭壓倒性的優勢。

性能悍將，Zen3帶來的全方位打擊

不同於英特爾動輒四五十款處理器的發佈，AMD這邊的產品數量要少得多。這一次Zen3一共發佈瞭19款產品，並按照性能、密度和性價比進行瞭三個層級的劃分，具體如下——

正如前面提到的，全新Zen3 EPYC的核心數量在8-64之間，能耗則跨越瞭155-280W，個體之間差異很大。值得一提的是，8核心的EPYC 72F3主頻高達3.7GHz，睿頻之後的升級甚至達到瞭4.1GHz，也創造瞭主頻的新高。另一方面，在24核心和32核心的主流產品中，都有主頻達到4GHz的產品，實現瞭核心數量和高主頻“兩開花”。

為瞭證明Zen3 EPYC帶來的性能優勢，AMD展示瞭在企業級、雲計算、高性能計算等三項最重要的應用，對比平臺采用瞭自傢的Zen2 EPYC和英特爾至強鉑金8280平臺。需要說明的是，英特爾頂級處理器還有56核心的至強鉑金9200系列，但這個系列需要購買套機，而至強鉑金8280則是可以零售的最高版本。

在測試中，全新架構、更多核心、更高主頻等優勢的表現非常明顯。相對於競爭對手頂尖的至強鉑金8280處理器來說，Zen3架構的EPYC 7763在企業級應用測試中（SpecJBB）實現瞭117%的性能提升，單看核心數量就是絕對的超越，相對自傢的Zen2 EPYC來說也有20%的提升。

接下來看到的雲應用相關的測試，測試軟件同樣是來自於SPEC的SPEC CPU 2017，測試子項目為整數性能（Integrate）。這是最常用的一款CPU測試軟件，也是業界公認的能夠反應處理器計算能力的軟件。測試中，Zen3架構的EPYC 7763實現瞭106%的性能提升，比自傢的產品也有14%的進步。

其實說起計算力，高性能計算才是對其有著苛刻要求的應用。這裡AMD展示的同樣是SPEC CPU 2017的測試成績，不過子項目變成瞭浮點性能（Float Point）。同樣還是106%的數字，這種翻番的數字也再度說明瞭Zen3的優勢所在。

當然這裡我們需要再度說明的是，至強鉑金8280是2019年2月的產品，是基於14nm工藝的、代號為Cascade Lake的第二代英特爾至強可擴展處理器，性能自然比不上最新的Zen3架構平臺。有傳聞英特爾也將在下個月更新其至強可擴展處理器傢族，並在主流的雙路市場推出全新架構的平臺。因此，截止我們發稿時，第三代EPYC的優勢還是非常明顯的。

生態夥伴，AMD努力打造“眾樂樂”

當然企業級市場一向不是獨樂樂的，更多的時候需要實現眾樂樂。為此，AMD也在不斷積極佈局，打造屬於自己的“朋友圈”。其實在第二代EPYC處理器發佈的時候，我們就見識到瞭AMD的誠意——包括戴爾、HPE、新華三、聯想、超微等一眾合作夥伴紛紛亮相。而如今雖然受到疫情的影響難以到場，但是主持熱度卻絲毫不減。

相對於剛剛提到的那些服務器平臺廠商，我們更欣喜的是看到瞭包括亞馬遜雲計算、阿裡巴巴、騰訊、微軟等在內的一眾頂尖互聯網公司和眾多第三方解決方案廠商的支持。換句話說，在x86這個生態架構中，AMD已經團結到瞭能團結的最大力量，也打消瞭用戶“兼容性”、“穩定性”等一系列顧慮，正在朝著全生態的道路繼續前進。

從第一代EPYC處理器推出到如今，市場越來越多給予瞭AMD充分的認可。據悉，AMD剛剛拿下瞭西南地區某運營商的千萬級大單。有消息稱，該客戶對AMD的表現非常肯定，該平臺也在進行最後的緊張調優與測試，計劃第二季度支撐前臺業務運行。

說實在的，在看到瞭第三代EPYC的性能表現和生態建設之後，我對x86市場發展充滿瞭期待，同時也為英特爾捏瞭一把汗。這次的更新讓AMD從制程、架構、性能、能耗等多個方面都處於行業領先，Zen3 EPYC的性能表現我們剛剛也有介紹，很強很暴力，甚至連生態建設也已經初具規模。

可以說，現在唯一限制客戶選擇AMD的是使用習慣，但是這個習慣隨著必要的平臺迭代也將快速重塑。如今，英特爾所能依靠的就是除瞭處理器之外的存儲、圖形、網絡等多方面能力，當然這也是一種全新的選擇，意味著英特爾走上瞭“全棧”式的道路，通過六大支柱繼續鞏固自己的“芯片一哥”地位。

說實話，我很期待下個月英特爾新至強的發佈，畢竟處理器市場留給它的時間不多瞭。