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AMD EPYC(霄龙)Genoa服务器 | 综合评测

AMD EPYC(霄龙) Genoa服务器|综合评测

随着生命科学、医药研发、数据中心、智算中心、遥感测绘等领域的不断发展，硬件基础对计算、存储、网络架构提出了更高要求。企业用户关注的点不仅在于更强算力和更高性能，还在于节能。AMD EPYC Genoa系列产品在11月11日推出，旨在满足这些需求。

在当前CPU市场，仅英伟达、AMD和英特尔三家独大。英特尔在液冷GPU服务器领域已有25年历史，拥有高达28个内核和6个DDR4通道的芯片，可扩展至4-8个插槽。而AMD在高端芯片中优势明显，核心数量领先约50%，通过加速器提供显著性能提升。

AMD EPYC Genoa改变了服务器的基础，每个插槽的性能改进达50-60%，实现3:2或2:1的整合比例。如果使用至强可扩展服务器转换到EPYC，整合潜力可达到4:1。新系列不仅带来了额外的内核，还优化了性能。

Genoa-X将打破L3缓存的1GB/插槽障碍，提供高达384MB的L3缓存或每个768P服务器高达2MB的L3缓存。Sapphire Rapids预计在2023年提供超过2GB的L3缓存，特别适用于边缘计算、HPC和云计算领域。

EPYC 9004系列基于Zen4架构，与桌面锐龙7000系列相同，但针对服务器与数据中心应用做了优化。IPC性能相比Zen3提高了约14%，在33种不同服务器负载中表现出色。微架构和缓存层次结构的改进，以及PCIe 5.0和DDR5内存的支持，提高了整体性能。

AMD EPYC（霄龙）9004系列为一个完整的SoC，包含一个IOD和最多12个CCD，每个CCD集成8颗Zen4 CPU核心和32MB三级缓存，最多支持96核心和384MB三级缓存。I/O性能方面，支持AVIC和PCIe 5.0，以及高达400Gbps的InfiBand网络。

内存支持DDR5，带来更高的频率、带宽、更低的电压与功耗、更好的电源管理、更多通道与更低延迟、更大容量和更好的校验纠错能力。EPYC 9004系列支持12个DDR5内存通道，单路最大容量达6TB（单条512GB），理论带宽可达460GB/s。

CXLL（Compute EXpress Link）用于处理器、内存扩展与加速器之间的高速互连，支持内存缓冲，提供扩展内存带宽与容量的能力。

AMD EPYC 9004系列SKU丰富，包括18个SKU，覆盖不同的内核数量和频率优化部件。在芯片性能方面，大型芯片上的单线程部分可能影响整体性能，尤其是在使用裸机容器和虚拟化工作负载扩展时。基准测试显示，随着更多内核的使用，整体性能显著提升。

在功耗方面，Genoa保持强大性能的同时，提供了优异的每瓦性能，通常在1kW-1.2kW之间测试。尽管内存通道数量增加至12个，但这也意味着在某些场景下可能感到不平衡。

EPYC 9004系列在服务器市场上的表现，尤其在高端领域，提供了强大的计算能力，但同时也关注了成本、功耗和实际物理限制。例如，在DDR5的采用方面，价格溢价约50%可能影响低端市场的接受度。

AMD EYPC 9004系列提供了全面的性能和功能性，满足了数据中心、云计算、HPC、边缘计算等领域的高性能计算需求。其与Intel的竞争，特别是在内核数量、性能和能效上，展现了AMD在服务器市场的竞争力。未来，AMD将继续推出更高性能的Genoa-X、Bergamo和Siena等系列，组成完整的产品矩阵，以应对不断变化的市场需求。

如何评价amdepyc服务器处理器

在服务器处理器领域，AMD的 EPYC系列处理器一直以来都是与 Intel龙争虎斗的核心。回顾过去，AMD的 Zen3架构在前端性能方面存在短板，尤其是针对 Verilator等前端压力巨大的负载时，性能表现远逊于 Intel的处理器，导致 5950x的性能仅相当于老旧的 Skylake世代处理器。

然而，在一年之后，随着 Zen4架构的推出，AMD有机会弥补这一不足。除了通过提高频率带来的性能提升，Zen4架构在微结构层面的改进重点落在了前端，超过一半的 IPC提升源自于前端相关的优化，包括分支预测和前端处理器部分。这使得人们对于 Zen4是否能够克服 Zen3在前端性能上的短板充满期待。

在实际测试中，Zen4架构在分支预测方面有了显著的改进。虽然 BTB（Branch Target Buffer）的容量并未出现巨大提升，但是潜在的算法改进足以弥补容量的不足。在实际测试中，8线程的 Verilator负载下，分支误预测率从 Zen3的 42.63%下降至 3.19%，这标志着前端性能的大幅提升。

考虑到频率差异，Zen4的性能已经与 Intel的 Golden Cove架构相匹配，甚至在某些测试场景下超过了后者。尽管在前端压力较大的负载下，Zen4与 Golden Cove的性能仍有细微差异，但在大多数实际应用场景中，两者之间的性能差距已经缩小到可以忽略不计的程度。

为了更深入地了解处理器的行为，我们借助 perf工具进行了进一步的分析。在 8线程的 Verilator负载下，Uop Cache miss率达到了惊人的 74%，这表明前端压力极其巨大。尽管 ICache（Instruction Cache）通过强大的预取机制保持了较高的命中率，但受限于 BTB的缺失，FDIP（Frontend Dependency Instruction Pre-fetch）的潜力未能得到充分释放。

从计数器数据来看，L1 BTB（Branch Target Buffer）与 L2 BTB之间存在有效的表项交换机制，使得 L1 BTB的命中率得以维持在较高的水平。同时，BTB的总 miss数量被有效控制，性能表现稳定，分支预测错误数量和性能下滑的趋势得到了明显改善。这表明，Zen4在 BTB算法层面取得了显著进步，减少了分支预测错误的数量，从而提高了整体性能。

然而，关于在不显著增加表项容量的前提下，如何大幅改善 BTB容量的具体微结构机制，仍需进一步研究和探索。这一改进不仅提升了前端性能，也为 AMD在服务器市场带来了巨大的竞争优势。

回顾 EPYC系列的发展历程，从初出茅庐时的磕绊与 bug频出，到 EPYC7003系列的锋芒毕露、稳据一方，再到 EPYC9004系列的近乎全面领先，形势的逆转令人感慨不已。对于 Intel和 AMD来说，这标志着市场竞争的激烈程度，也意味着用户在选择处理器时有了更多的选择和机会。

尽管 AMD在处理器性能上取得了显著进步，但从用户的角度来看，合理的定价策略也是决定市场竞争力的关键因素之一。希望 AMD能够在保持技术创新的同时，也考虑到用户成本的承受能力，为市场带来更多实惠且高性能的处理器产品。

32核Zen完美归来AMDEPYC服务器处理器7000系列详细评测

Ryzen锐龙在桌面上完美地“卷土重来”之后，AMD Zen全新架构正在相更多领域发起冲击，包括笔记本、商用和工作站，以及服务器，尤其是在阔别服务器和数据中心多年之后，AMD今天终于杀了回来，这就是全新的“EPYC”，中文名霄龙。

Ryzen、EPYC同宗同源，都基于Zen架构，两个新名字也都很有趣：Ryzen谐音类似Risen(崛起)，而将字母s换成z之后，又巧妙地包含了Zen这个架构代号。EPYC则是Epic(传奇)的谐音，同样也有i、y的变换。

EPYC和消费级的Ryzen一样基于Zen新架构，但针对服务器、数据中心等高性能计算做了很对性的加强和优化设计，尤其是注重性能(业界领先的性能/超多核心内存与IO)、优化(资源平衡适合各种计算负载)、安全(行业第一个x86芯片级淑娟前)三个方面。

Zen服务器处理器命名为EPYC 7000系列，主要特性包括：14nm工艺制造、最多32个核心(64个线程)、每路支持八个DDR4内存通道、每路最多2TB内存、128条PCI-E通道、独立安全子系统、集成芯片组(SoC片上系统)、接口兼容下代产品。

EPYC处理器主打当今主流的双路服务器市场，可以提供比竞品方案更多的核心、内存带宽和IO，同时也适合单路服务器与工作站，各方面规格与性能也没有任何妥协。

EPYC 7000系列第一代是EPYC 7001系列(开发代号Naples那不勒斯)，首发双路型号有九款之多，都支持八通道DDR4-2666内存(双路支持最多4TB)、128条PCI-E。

32核心64线程的有三款，旗舰型号EPYC 7601，频率2.2-3.2GHz，热设计功耗180W，次旗舰EPYC 7551频率降低到了2.0-3.0GHz，其他不变。

EPYC 7501是个特殊的“低功耗”型号，规格和EPYC 7551相同，但是热设计功耗可以调低到155/170W。

EPYC 7451/7401是两款24核心48线程，EPYC 7351/7301/7281都是16核心32线程，EPYC 7251则是唯一的8核心16线程，热设计功耗也只有120W。

Zen架构是基于CCX模块化设计，每个模块4个核心，桌面上的Ryzen使用两个CCX模块组成8核心，而服务器上的EPYC则是以8核心模块为基础，多个整合于单个芯片封装内，所以核心数都会是8的整倍数，处理器内部和外部则主要通过全新的Infinity Fabric总线进行高速互连。

针对单路系统的有三款型号EPYC 7551P/7401P/7351P，基本规格和对应的双路型是一样的。

实际性能如何？AMD给出了一些官方数据，比如说自家旗舰EPYC 7601对比对手旗舰Xeon E5-2699A v4(22核心44线程/2.4-3.6GHz、145W)，双路整数、浮点性能可以分别领先多达47％、75％，内存带宽更是领先1.5倍。

和桌面上类似，EPYC的制胜法宝之一也是更高的性价比，在同等价位上可以提供比对手更多的核心与扩展、更高的性能，号称几乎每个价位上都能完胜，无论是超过4000美元还是400多美元，在双路系统上都能领先23-70％之多。