Une étape EPYC
AMD a fait des progrès dans le secteur du marché des processeurs de qualité pour serveurs au cours des dernières années. Ayant déjà eu du mal à rivaliser dans ce secteur pendant un certain temps, AMD a changé le paysage avec le lancement de la gamme de processeurs EPYC en 2017 et nous avons enfin vu à nouveau une vraie concurrence en x86.
Avec le lancement de la première vague de processeurs EPYC, nom de code Naples, AMD a certainement fait sourciller. En proposant des produits dotés de plus de cœurs, de canaux de mémoire et de voies PCIe que les générations précédentes, AMD disposait d'une gamme de processeurs de qualité serveur véritablement compétitive, avec également d'excellents rapports performances/coût.
Se montrant non seulement comme un poney à un tour, cela s'est poursuivi avec les processeurs de deuxième génération mis à jour, nommés Rome, et utilisant désormais un processus de fabrication de 7 nm. AMD a souligné son avantage en termes de performances en proposant des SKU avec jusqu'à 64 cœurs et en augmentant également le cache du processeur jusqu'à 256 Mo. Avec le lancement récent des processeurs de 3e génération, cette fois-ci nommés Milan, AMD a continué d'affiner et d'améliorer la gamme. À ce stade, il était clair qu'AMD devenait un leader du marché avec une feuille de route d'innovation qui préfigure un avenir radieux pour l'entreprise.
Présentation de l'architecture
L'architecture du cœur du processeur AMD EPYC, appelée Zen, a également été affinée d'une génération à l'autre. Naples a utilisé ce qu'on appelait des noyaux Zen et ceux-ci ont été suivis de Zen2 pour Rome et maintenant de Zen3 pour Milan. Pour expliquer cela plus en détail ; Les processeurs AMD EPYC sont constitués d'un système sur puce (SOC). Cela comprend des cœurs Zen, de la mémoire, des contrôleurs d'E/S et des fonctions de sécurité. L'architecture est liée à AMD Infinity Fabric. Cette structure facilite la transmission de données entre tous les composants liés tels que le processeur, la mémoire, le bus PCIe, etc.
Pour les processeurs Naples de première génération, le SOC était composé de puces de 14 nm. Comme le montre la figure 1 ci-dessous, il y a 4 matrices et chacune peut contenir jusqu'à 8 cœurs, prenant en charge 32 cœurs au total. Chaque cœur peut exécuter 2 threads (AMD SMT – Simultaneous Multi-Threading) et Infinity Fabric relie tous les sous-systèmes entre eux.
Figure 1 - SOC AMD Naples avec Infinity Fabric
Pour Rome, AMD a apporté des modifications importantes au SOC. L'architecture est passée à un concentrateur d'E/S central à travers lequel toutes les données à traiter hors puce sont traitées. Autour de la puce d'E/S centrale se trouvent huit puces de 7 nm appelées Core Complex Dies (CCD). Les CCD communiquent avec la matrice d'E/S centrale avec des liens Infinity Fabric. Ces CCD contiennent à leur tour deux Core Complex (CCX). C'est dans ces CCX que résident les véritables noyaux Rome Zen2. Chaque CCX peut avoir jusqu'à 4 cœurs. Par exemple, en regardant le SKU haut de gamme à 64 cœurs, chacun des huit CCD aura 2 CCX avec 4 cœurs chacun pour un total de 64.
Figure 2 - CCD AMD Rome avec matrice d'E/S centrale
L'architecture globale de Milan est similaire mais avec des améliorations apportées pour améliorer les performances, l'efficacité et la sécurité. La disposition de la puce est presque identique, mais maintenant le cache L3 est un pool unifié pour tous les cœurs plutôt que divisé en deux segments de 16 Mo, comme illustré par la figure 3. Cela signifie que même un seul cœur pourrait utiliser le cache L3 complet de 32 Mo pour améliorer les performances et la latence. . Les applications avec des ensembles de données adaptés aux caches volumineux et aux machines virtuelles plus volumineuses bénéficieront de cette approche.
Figure 3 - Cache Zen 2 vz Zen 3 L3
Arrivée à Milan
Avec Milan, nous constatons des améliorations dans les vitesses d'horloge de base et nous avons maintenant des SKU haut de gamme à 64 cœurs jusqu'à 280 W TDP. Cela représente une augmentation de 240 W sur Rome (bien qu'il y ait eu un processeur de 280 W de rafraîchissement de génération moyenne), ce qui permet des processeurs plus performants. Les mises à jour incluent également des améliorations apportées à Infinity Fabric d'AMD ainsi que des améliorations de la sécurité et l'augmentation du cache L3 par cœur. AMD a également introduit l'entrelacement de mémoire pour les configurations à 6 canaux mémoire. Sur les générations précédentes, l'entrelacement de 4 et 8 canaux était pris en charge, mais désormais les configurations peuplant 6 canaux DIMM peuvent également en bénéficier. L'entrelacement de la mémoire permet une bande passante mémoire plus élevée en répartissant l'accès à la mémoire sur les canaux. Lorsque la mémoire est entrelacée, les accès mémoire contigus iront vers différentes banques de mémoire et il n'y a plus d'attente que l'accès mémoire précédent se termine.
En raison de ces améliorations dans la conception du cœur, AMD revendique une augmentation des performances brutes d'environ 19%. Il sera intéressant de voir comment cela se vérifie dans nos tests Boston Labs !
La gamme Milan utilise toujours le même Socket SP3 alias LGA-4094, cela signifie qu'il n'est pas nécessaire de changer de plate-forme de serveur/cartes mères lorsque l'on pense aux mises à niveau. Si vous avez une plate-forme qui peut prendre en charge Rome, Milan ne posera aucun problème. Tout ce qui sera nécessaire est une mise à jour du BIOS pour prendre en charge les nouveaux processeurs 7003. Le seul chemin de mise à niveau qui n'est pas possible est un serveur basé sur 7001 vers le plus récent 7003.
AMD utilise une convention de nommage 7xxx pour les SKUS. La programmation de Naples a utilisé un format 7xx1, Rome a emboîté le pas avec 7xx2 et la dernière et la plus grande est la série 7xx3. L'infographie ci-dessous montre comment chaque SKU est nommé.
Figure 4 - Convention de dénomination des références SKU AMD EPYC
Ci-dessous, nous pouvons voir la pile de processeurs complète pour les processeurs Milan. Les nouveautés de la gamme sont les processeurs à 12, 28 et 56 cœurs, des densités de cœur qui ne faisaient pas partie de la génération précédente d'EPYC.
Figure 5 - Références AMD EPYC 7003 Milan
AMD positionne les SKU comme indiqué dans l'infographie ci-dessous, séparées par Core Performance qui sont les SKU à haute vitesse d'horloge. Les SKU de densité de cœur offrent le plus grand nombre de cœurs et les offres équilibrées et optimisées sont les offres de nombre de cœurs mixtes à usage général.
Figure 6 - Catégories de processeurs Milan
Ci-dessous, nous pouvons voir un tableau récapitulatif des différences entre les 3 générations de piles CPU. La mise en évidence montre les changements de Milan qui peuvent sembler incrémentiels, mais en réalité, les changements sous le capot entraînent des gains de performances qui sont discutés plus loin dans cet article.
Figure 7 - Comparaison des générations EPYC
Là où AMD brille vraiment, ce sont les SKU haut de gamme. Malgré l'offre d'un SKU de 64 cœurs dans la précédente série 7002 Rome et en s'appuyant sur cela avec Milan. Sur le marché du x86, rien ne peut égaler cela maintenant ou dans un avenir proche. Le SKU de cœur le plus élevé du processeur évolutif Xeon de 3e génération d'Intel est disponible aujourd'hui, qui contient 40 cœurs, 12 de plus que la 2e génération. La comparaison des nombres bruts de SKU phares de ces 2 géants du microprocesseur montre qu'AMD a le 7763 64 cœurs fonctionnant à une horloge de base de 2,45 GHz avec une fréquence de suralimentation de 3,5 GHz et il dispose de 128 voies d'interconnexion PCIe 4.0 avec une configuration à un ou deux processeurs.
Cependant, le 8380 d'Intel propose 40 cœurs à une base de 2,3 GHz et un turbo de 3,4 GHz. Alors qu'Intel a implémenté PCIe 4.0, un seul processeur offre 64 voies et les 128 voies complètes lorsqu'il travaille ensemble.
Par conséquent, à l'heure actuelle, il est difficile pour Intel de rivaliser avec AMD dans une bataille de premier plan sur la base des chiffres de la fiche technique. Dans la pratique cependant, les choses pourraient ne pas être aussi claires; comme nous le savons tous, seuls des tests en conditions réelles peuvent prouver le meilleur produit pour chaque application individuelle. Cela peut varier considérablement et nous surprend souvent - la preuve comme on dit "est dans le pudding".
Repères
Nous avons reçu certains de ces processeurs AMD Milan prometteurs aux Boston Labs et nous tenions à les mettre à l'épreuve. Aujourd'hui, nous allons nous concentrer sur les SKU 32 et 64 core, à savoir le 7453 et le 7763 haut de gamme. serait le match idéal pour le plus récent 7543 car il a une base de 2,9 / 3,4 et une vitesse d'horloge accélérée, mais en raison de la disponibilité, le 7532 est le seul SKU de Rome à 32 cœurs sur lequel nous pourrions mettre la main, nous garderons donc cela à l'esprit dans le résultats de référence.
Comme vous pouvez le voir ici, le noyau 64 obtient une belle augmentation de la fréquence de base avec une horloge Max Boost légèrement plus élevée. Le TDP est bien sûr un peu plus élevé, mais nous devrions voir une augmentation décente des performances.
À partir de Cinebench R23, dans le test multicœur, le noyau 7763 sort comme prévu et affiche une augmentation d'environ 11% par rapport à l'équivalent à Rome 7742. Le benchmark monocœur montre des résultats similaires.
Le benchmark CPU V-Ray utilise des CPU pour le rendu d'une scène généralement réalisée par des GPU. Le benchmark, cependant, est réglé pour que les processeurs exécutent de telles charges de travail et ce test devrait bien évoluer avec plus de cœurs. Dans les résultats ci-dessous, nous pouvons voir une augmentation significative des performances lors de la transition de Rome à Milan. 78321 à 112051 représente une augmentation d'environ 42%, c'est donc une excellente performance ! Le 32 core 7543 affiche également une augmentation d'un niveau similaire.
Le benchmark CPU PassMark effectue une grande variété de calculs. Le score de référence est ensuite basé sur la vitesse à laquelle le processeur peut exécuter la série complexe d'instructions. Plus le processeur est capable d'accomplir les tâches rapidement, plus le score de référence est élevé. Les tests sont basés sur plusieurs tâches telles que les mathématiques, la compression, le cryptage, la physique, le multithread et le single thread. Le modèle se poursuit avec le 7763 marquant environ 20% de plus que son prédécesseur. Il y a une amélioration de 30% dans le noyau 32. Ces processeurs sont clairement meilleurs pour effectuer une grande variété de tâches de calcul et de charges de travail.
Enfin, nous jetons un coup d'œil à la Haute Performance de Linpack qui montre un saut de performance d'environ 25 % entre les 64 cœurs SKU et une augmentation plus modeste de 15 % sur les 32 cœurs.
Conclusion
Depuis le lancement d'EPYC en 2017, AMD s'est à nouveau imposé sur le marché des processeurs d'entreprise. Bien qu'il y ait eu quelques années de turbulences auparavant avec Opteron, nous pouvons affirmer avec certitude qu'AMD est à l'avant-garde en matière de performances des processeurs de qualité serveur.
Alors que la série Milan de 3e génération est une évolution plutôt qu'une révolution en termes d'architecture globale du processeur, nous constatons de très bons gains de performances comme souligné ci-dessus. AMD a construit sur les fondations des générations précédentes et jusqu'à présent, la concurrence ne peut pas suivre dans ce segment de marché. Avec Milan, AMD a le nombre de cœurs, le cache plus grand et l'augmentation de la vitesse d'horloge sur les SKU. C'est une période passionnante pour le marché des processeurs de niveau entreprise, car la concurrence mène à l'innovation. Jusqu'à présent, AMD a respecté sa feuille de route avec d'excellents résultats. Dans l'avenir, la prochaine étape verra Zen4 avec le lancement de Gênes, utilisant un processus de fabrication de 5 nm, ce sera donc fascinant de voir ce qu'ils proposent.
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