AMD 搶先發(fā)布 7nm 服務(wù)器芯片 “米蘭”

AMD表示，其最新的“米蘭”服務(wù)器芯片比目前最好的數(shù)據(jù)中心芯片速度更快。據(jù)悉，AMD完成了芯片的設(shè)計(jì)，并委托臺(tái)積電采用7 nm芯片制造工藝實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

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在AMD服務(wù)器處理器的演進(jìn)路線圖中，“米蘭”具有重要的戰(zhàn)略地位。繼前兩代“那不勒斯”和“羅馬”之后，“米蘭”對(duì)在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)上進(jìn)一步進(jìn)攻這座城市寄予厚望。

發(fā)布會(huì)上，AMD高級(jí)副總裁兼服務(wù)器業(yè)務(wù)總經(jīng)理丹麥克納馬拉(Dan  McNamara)、AMD全球院士兼Zen  core首席設(shè)計(jì)師邁克克拉克(Mike  Clark)、AMD院士兼SoC架構(gòu)師諾亞貝克(Noah  Beck)、AMD  EPYC全球產(chǎn)品管理副總裁拉姆佩迪霍拉(Ram  Peddibhotla)接受了包括微網(wǎng)在內(nèi)的媒體采訪，從架構(gòu)、設(shè)計(jì)、產(chǎn)品等方面詳細(xì)介紹了“米蘭”背后的更多細(xì)節(jié)。

丹麥克納馬拉(Dan  McNamara)表示，“米蘭”的發(fā)布將進(jìn)一步鞏固AMD在數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的地位，無(wú)論是在核心還是在系統(tǒng)層面都表現(xiàn)出卓越的性能。對(duì)于市場(chǎng)用戶來(lái)說(shuō)，“米蘭”在總擁有成本方面會(huì)帶來(lái)更高的價(jià)值，AMD也在加速生態(tài)布局，圍繞“米蘭”推出更多應(yīng)用。

7nmZen3架構(gòu)的IPC性能提升19%

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自2017年重返數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)以來(lái)，AMD一直在追求架構(gòu)的創(chuàng)新以及由此帶來(lái)的性能飛躍。從Zen1到Zen3，IPC性能有了顯著提升。比如，搭載Zen2架構(gòu)的“羅馬”發(fā)布時(shí)，其IPC性能比上一代提升了15%，而這款Zen3架構(gòu)的IPC性能提升了19%左右，遠(yuǎn)高于行業(yè)平均水平。

按照Mike  Clark的說(shuō)法，要取得這樣的進(jìn)步，整個(gè)架構(gòu)的每個(gè)環(huán)節(jié)都必須單獨(dú)優(yōu)化。首先，在Zen3上，AMD改進(jìn)了分支預(yù)測(cè)的功能，不僅提高了精度，而且可以更快地到達(dá)目標(biāo)，同時(shí)可以在系統(tǒng)中發(fā)出更快的指令，增加指數(shù)，的吞吐量，增加更多的管道來(lái)提高吞吐量，同時(shí)也賦予了推理的工作量。從四核到八核，整體通訊速度加快，效果更加完美。即使在線程數(shù)量較少的系統(tǒng)中，由于共享內(nèi)存調(diào)用，也可以減少有效內(nèi)存訪問(wèn)的延遲。

具體來(lái)說(shuō)，從Zen2到Zen3，AMD在前端改進(jìn)方面將BTB翻了一番，達(dá)到1024。同時(shí)增加了分支預(yù)測(cè)器的帶寬，在分支預(yù)測(cè)中消除了冒泡現(xiàn)象，因?yàn)槊芭莠F(xiàn)象是很多架構(gòu)中普遍存在的問(wèn)題，可以更快地從誤測(cè)中恢復(fù)并尋址。

Mike  Clark說(shuō)，對(duì)于更大的服務(wù)器工作負(fù)載，Zen3可以更無(wú)縫地在op緩存和I緩存之間切換，實(shí)現(xiàn)更高粒度的流水線切換。

在執(zhí)行部分，Zen3首先為整數(shù)設(shè)置了特殊的分支和ST數(shù)據(jù)挑選器，窗口更大，減少了一些運(yùn)行延遲，增加了二位寬的調(diào)度和浮點(diǎn)分布，F(xiàn)MAC循環(huán)更快，有兩個(gè)INT8的IMAC流水線。

在負(fù)載存儲(chǔ)部分，Zen3有三個(gè)負(fù)載，兩個(gè)存儲(chǔ)，增加了操作的靈活性，優(yōu)化了內(nèi)存依賴的檢測(cè)。同時(shí)，我們還為這些非常隨機(jī)的內(nèi)存操作提供了六頁(yè)表查詢器，以實(shí)現(xiàn)更好的TLB查詢。

在指令集方面，Zen3在加速、加密和解密算法上將AVX2指令擴(kuò)展到256位。邁克克拉克指出，安全性是改進(jìn)的最大部分。首先改進(jìn)了SEV，限制了中斷的注入，限制了惡意管理程序注入SEV-ES客戶中斷/異常類型，可以將調(diào)試寄存器添加到交換狀態(tài)。

此外，邁克克拉克(Mike  Clark)介紹說(shuō)，當(dāng)?shù)谝淮鶨PYC產(chǎn)品投放市場(chǎng)時(shí)，該行業(yè)正受到幽靈的攻擊?，F(xiàn)在，當(dāng)時(shí)的應(yīng)對(duì)方式不是最優(yōu)解。但是到了現(xiàn)在的三代，應(yīng)該說(shuō)AMD在架構(gòu)上做了很強(qiáng)的防御，同時(shí)性能損失也可以降到最低，在提高IPC性能的同時(shí)大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

目前AMD采用與第三方芯片廠商合作的模式進(jìn)行量產(chǎn)。然而，英特爾采取了不同的戰(zhàn)略來(lái)制造自己的芯片，但最新一代芯片制造技術(shù)的延遲給它帶來(lái)了麻煩。相比之下，“米蘭”芯片及其前身的表現(xiàn)優(yōu)于英特爾芯片，這有助于AMD攫取更多的市場(chǎng)份額，并贏得客戶的青睞，如字母表的谷歌

但是英特爾即將反擊。分析師預(yù)計(jì)，英特爾將在未來(lái)幾周推出最新的“冰湖”服務(wù)器芯片，這將是英特爾10納米制造工藝批量生產(chǎn)的第一個(gè)服務(wù)器芯片。英特爾10納米制程生產(chǎn)的芯片性能與7納米制程生產(chǎn)的米蘭芯片相當(dāng)。

不考慮這兩個(gè)芯片的速度，AMD預(yù)計(jì)會(huì)有一些優(yōu)勢(shì)，比如每個(gè)芯片上有更多的計(jì)算內(nèi)核，使得芯片能夠同時(shí)處理更多的軟件應(yīng)用。