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，并委托臺積電采用7 nm芯片制造工藝實現(xiàn)量產(chǎn)。

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在AMD服務(wù)器處理器的演進路線圖中，“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”對在數(shù)據(jù)中心市場上進一步進攻這座城市寄予厚望。

發(fā)布會上，AMD高級副總裁兼服務(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、產(chǎn)品等方面詳細介紹了“米蘭”背后的更多細節(jié)。

丹麥克納馬拉(Dan  McNamara)表示，“米蘭”的發(fā)布將進一步鞏固AMD在數(shù)據(jù)中心市場的地位，無論是在核心還是在系統(tǒng)層面都表現(xiàn)出卓越的性能。對于市場用戶來說，“米蘭”在總擁有成本方面會帶來更高的價值，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)中心市場以來，AMD一直在追求架構(gòu)的創(chuàng)新以及由此帶來的性能飛躍。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，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，遠高于行業(yè)平均水平。

按照Mike  Clark的說法，要取得這樣的進步，整個架構(gòu)的每個環(huán)節(jié)都必須單獨優(yōu)化。首先，在Zen3上，AMD改進了分支預(yù)測的功能，不僅提高了精度，而且可以更快地到達目標，同時可以在系統(tǒng)中發(fā)出更快的指令，增加指數(shù)，的吞吐量，增加更多的管道來提高吞吐量，同時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)存訪問的延遲。

具體來說，從Zen2到Zen3，AMD在前端改進方面將BTB翻了一番，達到1024。同時增加了分支預(yù)測器的帶寬，在分支預(yù)測中消除了冒泡現(xiàn)象，因為冒泡現(xiàn)象是很多架構(gòu)中普遍存在的問題，可以更快地從誤測中恢復(fù)并尋址。

Mike  Clark說，對于更大的服務(wù)器工作負載，Zen3可以更無縫地在op緩存和I緩存之間切換，實現(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，減少了一些運行延遲，增加了二位寬的調(diào)度和浮點分布，F(xiàn)MAC循環(huán)更快，有兩個INT8的IMAC流水線。

在負載存儲部分，Zen3有三個負載，兩個存儲，增加了操作的靈活性，優(yōu)化了內(nèi)存依賴的檢測。同時，我們還為這些非常隨機的內(nèi)存操作提供了六頁表查詢器，以實現(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指令擴展到256位。邁克克拉克指出，安全性是改進的最大部分。首先改進了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，當?shù)谝淮鶨PYC產(chǎn)品投放市場時，該行業(yè)正受到幽靈的攻擊。現(xiàn)在，當時的應(yīng)對方式不是最優(yōu)解。但是到了現(xiàn)在的三代，應(yīng)該說AMD在架構(gòu)上做了很強的防御，同時性能損失也可以降到最低，在提高IPC性能的同時大大增強了系統(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行量產(chǎn)。然而，英特爾采取了不同的戰(zhàn)略來制造自己的芯片，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，英特爾將在未來幾周推出最新的“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。

不考慮這兩個芯片的速度，AMD預(yù)計會有一些優(yōu)勢，比如每個芯片上有更多的計算內(nèi)核，使得芯片能夠同時處理更多的軟件應(yīng)用。