Yes！AMD发布7nm服务器芯片：Zen 3架构，IPC提升19%，最高64核

机器之心报道

编辑：维度、魔王

AMD全新发布Epyc（霄龙）7003系列处理器，代号「米兰」。该处理器基于Zen3内核和AMDInfinity架构打造，每核心最多可达32MB的L3缓存，相比二代处理器「罗马」，实现了19%的IPC提升。

当地时间周一，AMD发布了全新的Epyc（霄龙）7003系列处理器，代号「米兰」（Milan），搭载了去年10月发布的全新Zen3架构。Epyc「米兰」服务器芯片的规格与Ryzen5000系列CPU大致相同：多核心、高加速时钟频率、19%的单核性能提升，以及相较竞争对手英特尔表现出的巨大优势。

据AMD官网数据显示，EPYC7003系列处理器基于Zen3内核和AMDInfinity架构打造，具有整套功能和特性：先进的I/O、7nmx86CPU工艺技术以及片上集成安全处理器。

EPYC7003处理器具有每核心最多可达32MB的L3缓存，支持4-6-8内存通道交织从而让多DIMM配置具有更好的性价比，并且其互联电路和内存之间时钟同步，所有这些特性都将促进更好、更快地得到结果。

AMDEpyc处理器。

据悉，AMD发布「米兰」服务器芯片，旨在从竞争对手英特尔手中抢占更多的市场份额。与消费级PC和工作站相比，AMD与英特尔在服务器芯片领域的竞争更为明显。即使在AMD开始主导多线程性能之后，英特尔依然在单线程方面占据领先地位。这一领先地位在2020年趋于消失，但英特尔依然可以拿出与AMD几乎相同的单线程性能，尽管在全线程性能方面遭到了碾压。

据悉，AMD已经完成该芯片的设计，并委托台积电采用7nm芯片制程工艺来实现量产。

全方位领先Intel至强可扩展处理器

与2019年自家发布的第二代7nm制程Epyc罗马（Rome）处理器相比，AMDEpyc「米兰」完成了从Zen2架构到Zen3架构的过渡，并且与桌面端Ryzen5000系列CPU相比相差不大。

但与英特尔Xeon处理器相比，Epyc「米兰」的速度更快，且能够使用更少的物理空间和功率完成更多的工作。下图展示了AMDEpyc处理器与英特尔Xeon处理器不同的发展曲线，其中Epyc处理器在2017年实现了突飞猛进，超越了英特尔Xeon，并在之后几年继续遥遥领先：

此外我们可以看到，2017年和2018年，AMDEpyc和英特尔XeonScalable之间并没有拉开太大差距，但是AMD在2019年推出了Zen2架构，实现了真正的巨大飞跃。

以具体数据说话，AMDEpyc7763系统上运行的VDI桌面会话数量是英特尔XeonPlatinum8280系统上的2.12倍：

AMD首席执行官苏姿丰在发布会上。

在高性能计算（HPC）和云计算工作负载方面，第三代Zen架构的AMDEpyc处理器较竞争对手英特尔双双提升了106%：

在企业工作负载方面，AMDEpyc处理器提升了117%。此外，即使从64核心的Eypc7763降至32核心的75F3，其性能依然较英特尔最佳性能提升了70%。

从罗马到米兰，Epyc处理器有哪些架构变化

「米兰」实现了19%的IPC提升，而这主要由于其采用了全新Zen3架构，该架构改进了分支预测、执行pipeline更宽，每时钟周期加载/存储操作有所增加。

Zen3架构还提供了比Zen2更统一的L3缓存设计。Zen2/Rome为每个四核组提供16MiBL3缓存，而Zen3/Milan为每个八核组提供32MiB的L3缓存。虽然每核的L3缓存还是4MiB，但对于多核共享数据的工作负载而言，Zen3这种更统一的设计可以更好地节省缓存空间。

如果八核的L3缓存数据为3MiB，则二代罗马处理器需要6MiB，在每个四核组中它需要进行一次复制。而三代「米兰」处理器可以节省3MiB缓存，只用3MiB就可以服务八核，这也意味着单核可以处理更多L3缓存。其结果就是针对大型工作负载实现更快的内核与缓存通信，同时有效存储延迟也出现对应的降低。

安全性改进

AMDEpyc处理器在安全性方面的声誉要好于英特尔至强处理器。从Epyc罗马开始，Spectre和SpectreV4攻击可以通过硬件和操作系统/虚拟机监视器（Hypervisor）得到缓解。而这次新发布的「米兰」处理器支持安全嵌套分页（SecureNestedPaging），即为受信任的虚拟机提供保护，使其免于不受信任的虚拟机监视器，并且米兰还提供了一个新特性——CETShadowStack。

该特性能够提供返回地址的镜像，从而免受面向返回编程（ROP）的攻击。这使得系统能够检测和缓解攻击，即使成功实现了某个堆栈溢出攻击，但它无法攻击影子堆栈。该特性要求操作系统/虚拟机监视器进行软件更新。

Epyc「米兰」CPU型号

Epyc「米兰」处理器共有19种型号，包括15款双路型和4款单路型，核心数从8核到64核不等（每路16线程到128线程不等），下至8核72F3（3.70-4.10GHz，180WTDP），上达64核7763（2.45-3.50GHz，280WTDP）。

图源：https://www.amd.com/zh-hans/processors/epyc-7003-series

所有的「米兰」型号均提供同时多线程（单核双线程）、8通道DDR4-3200RAM、128lanePCIe4、安全内存加密、安全加密虚拟化等。

其SKU被分为三个类别：

最高单核性能，这类SKU名称中的第三位为字母「F」，从8核180W72F3到32核280W75F3；

针对每个socket的最高核/线程数量进行优化，名称中带有「76」或「77」，从48C/225W7643到64C/280W7763。

其他SKU名称以73、74、75开头，旨在「平衡」，可以优化性能和TCO。

此外，如果SKU名称中有「P」，则表示这是一个单socket模型。

AMD与英特尔之争

AMD表示，「米兰」数据中心处理器比英特尔目前最好的数据中心芯片还要快。据了解，这款芯片由AMD设计，并委托台积电使用其7纳米芯片制程进行生产。

与之相反，英特尔的一贯做法是「芯片设计与制造一体化」。但近年来英特尔的芯片制程技术略显落后。AMD「米兰」芯片及二代「罗马」芯片都超过了英特尔芯片，这帮助AMD抢占市场份额，比如谷歌弃用英特尔芯片，转用AMD数据中心处理器。

AMD高级副总裁兼服务器业务部总经理DanMcNamara表示，他相信只要AMD继续将客户反馈集成到每一代芯片中，AMD将保持领先地位。

「我们已经生产出了第三代处理器，我们认为这是针对数据中心的顶尖CPU。如果我们继续这一步调，我们将保持高竞争力。」Dan表示。

参考链接：

https://arstechnica.com/gadgets/2021/03/amds-zen3-comes-to-the-server-room-with-epyc-milan/

https://www.reuters.com/article/us-amd-intel/amd-launches-milan-chip-for-width="0">