En el verano de 2017, AMD anunció su primera generación de microprocesadores de servidor EPYC basados en la microarquitectura Zen. Y aunque esto no trajo un gran éxito en términos de ventas (Intel todavía estaba fuera de su alcance), definitivamente se convirtió en una nueva ronda de desarrollo para la empresa. Incluso entonces, las soluciones existentes eran excelentes en casi todo: multi-core y multi-subprocesos, overclocking automático, memoria rápida, capacidades ampliadas para periféricos externos y mucho más.
La segunda generación de Epics no fue solo una continuación lógica de la primera serie, sino que también resolvió en gran medida esos pocos problemas que han colgado desde su anuncio. Los desarrolladores cambiaron a un proceso técnico más avanzado, aprendieron a componer núcleos (se hicieron disponibles modelos de hasta 64 unidades informáticas), ofrecieron una memoria aún más rápida y un bus PCI Express mejorado. Y después de un tiempo, la caché L3 y las frecuencias de reloj también se elevaron, actualizando la línea con el nombre en clave Rome 7Fx2. Los actores industriales finalmente han recibido una alternativa completamente competitiva para resolver una amplia gama de tareas a un precio óptimo.
Seguro y productivo
Los procesadores para estaciones de servidor son locomotoras informáticas que funcionan casi las 24 horas del día y procesan grandes cantidades de información que, entre otras cosas, puede ser confidencial. Las tareas que se resuelven, ya sea trabajando con redes neuronales, análisis de bases de datos, aprendizaje automático o servicios en la nube, requieren el máximo rendimiento y escalabilidad en una amplia gama, al tiempo que se tienen servicios de hardware asequibles y un costo total de propiedad. Por lo tanto, en primer lugar aquí están las cuestiones de arquitectura, mejoras tecnológicas y seguridad de la información.
AMD EPYC no son solo chips de alto rendimiento con muchos núcleos, sino también un potente soporte de software que les permite resistir ataques de hardware y vulnerabilidades MDS. Por lo tanto, en comparación con las soluciones de escritorio Ryzen 1XXX-2XXX, prácticamente no se ven afectadas por el paquete de vulnerabilidades SMM Callout y Collide + Probe y Load + Reload, que pueden obtener control sobre el firmware UEFI y el acceso a la RAM. Y la corrección oportuna del software del sistema operativo y el microcódigo hará que sea más probable que proteja su hardware de interferencias de piratas informáticos no deseados. Además, tenemos mejoras respecto a la primera versión de la arquitectura. Por lo tanto, los EPYC actualizados están protegidos de todas las versiones de Spectre, ya no es necesario actualizar el firmware del chipset ni las instrucciones del software del sistema operativo.
Haciendo un paralelo con el campo azul, cabe señalar que se han presentado muchas demandas contra Intel, provocadas, de hecho, por los problemas de vulnerabilidad del procesador. Esto obligó a los especialistas de la empresa a buscar urgentemente métodos para reducir riesgos junto con la implementación de las correcciones de software requeridas. Al final, el problema global se resolvió, como lo demuestra el anuncio de la mayoría de los principales proveedores de nube. Pero si en términos de seguridad de la información, Xeon todavía ofrece la competencia debida, entonces en términos de arquitectura de cristal y rendimiento bruto, son mucho peores.
Características y beneficios de los procesadores "Epic"
Los fabricantes de equipos informáticos introducen anualmente nuevo hardware en el mercado, esforzándose por mantenerse al día con el mercado de consumo y proporcionar a los GIK desarrollos avanzados. El lanzamiento de la segunda generación de procesadores EPYC puede considerarse legítimamente un avance de AMD en hardware de servidor. Estas soluciones ofrecen un rendimiento impresionante a un costo menor, sin mencionar un nivel completamente diferente de costo total de propiedad. No es sorprendente que la industria le diera la bienvenida a la nueva generación de chips "rojos" con una explosión, y gigantes de TI como Amazon, Microsoft, les proporcionó soporte de software. Esto permitió que EPYC se promoviera rápidamente entre el público en general, a pesar de las opiniones conservadoras del mercado de hardware de servidor.
La conveniencia de elegir las soluciones de AMD se vuelve obvia cuando se consideran sus ventajas. Entre los principales que los desarrolladores pudieron implementar:
- Nueva tecnología de proceso de 7 nm y mejoras en la microarquitectura (mientras tanto, el competidor agrega anualmente nuevas ventajas junto a su obsoleta litografía de 14 nm);
- Diseño de chiplet, que permite reducir significativamente el costo de los procesadores de múltiples núcleos;
- Una amplia gama de opciones, hasta modelos con 64 núcleos (128 hilos);
- Implementación de un nuevo bus PCIe versión 4.0 con un ancho de banda significativamente mayor;
- Un ecosistema en desarrollo activo y el apoyo de la industria (los fabricantes de hardware y software actúan como socios).
Y ahora con más detalle….
Menos es mejor
La falta de competencia real jugó una broma cruel con Intel. La arquitectura de sus chips no ha cambiado, de hecho, durante 7 años, y cada año nos encontramos con "Sandy Bridge actualizado", solo con velocidades de reloj ligeramente más altas. Un aumento del 5-10% en el rendimiento no atrae en absoluto la innovación, especialmente cuando tiene que comprar una nueva placa base con el lanzamiento de nuevos chips.
Pero no hablemos de cosas tristes: gracias a la implementación de soluciones técnicas avanzadas, AMD fue el primero en introducir procesadores basados en tecnología de proceso de 7 nm (estamos hablando de x86, por supuesto, los móviles Apple A12 y Snapdragon 855 no cuentan aquí). ¿Qué hace? En resumen, la capacidad de colocar más transistores por unidad de área. A partir de aquí obtenemos más operaciones (mejor rendimiento) con menos calentamiento y rendimiento de buenos cristales al nivel del 90%.
Las mejoras arquitectónicas también han afectado la conexión a la RAM. Los EPYC de segunda generación "listos para usar" admiten el estándar DDR4-3200 MHz (Intel funciona a 2933 MHz), y los entusiastas pueden hacer overclock fácilmente simplemente cambiando el voltaje y el perfil en el BIOS.
En el marco de este párrafo, no se puede dejar de señalar el trabajo en uno de los puntos más débiles de la microarquitectura zen de la 1ª generación, a saber, un indicador débil de operaciones por reloj. Zen 2 se deshizo de esta desventaja, proporcionando a los nuevos núcleos una mejora de casi un 15% en la velocidad de cálculo a las mismas velocidades de reloj. Y para el rendimiento de subprocesos múltiples, las operaciones típicas del servidor son un 23% más rápidas (no se olvide de los núcleos duplicados y el aumento de la frecuencia). Y todo esto encaja en el paquete térmico declarado, que alcanza los 250 vatios para los modelos más antiguos.
El uso de un diseño de chipset para crear procesadores es uno de los principales argumentos a favor de AMD sobre su eterno competidor. Los chiplets son cristales individuales que están vinculados a través de un bus de datos rápido. La generación actualizada de la microarquitectura AMD Infinity está optimizada específicamente para la computación multinúcleo, además de las unidades de ejecución, también se agrega un chiplet central con todos los controladores necesarios, que se encarga de la entrada y salida de datos. La conexión de las unidades de ejecución al eje central ahora se realiza mediante pistas Infinity Fabric de alta velocidad. Como resultado, obtenemos que el buque insignia Epic 7742 tiene 8 chiplets, que albergan 64 núcleos de hardware con la capacidad de procesar 128 subprocesos simultáneamente. Todo esto está salpicado de unos impresionantes 256 MB de caché L3 rápido.Y el único eslabón débil de la arquitectura sigue siendo la velocidad de acceso a la RAM (latencia). Además, Zen 2 es ligeramente inferior incluso a su predecesor, el primer EPYC.
Algunas ventajas más importantes
Los procesadores actualizados tienen 128 carriles de bus PCIe 4.0 cada uno. No solo ha cambiado el número en el nombre, sino también la tasa de transferencia de datos real, que en su punto máximo puede alcanzar un récord de medio terabyte por segundo. Es cierto que duplicar el número de líneas no se aplica a las placas base de dos sockets. El bus Infinity Fabric que los conecta tarda la mitad. Pero la división de las líneas de procesador en 8 grupos de 16 piezas les proporciona soporte simultáneo para hasta 32 unidades de estado sólido conectadas a través de interfaces SATA o NVMe.
Es probable que la introducción del nuevo estándar PCIe pase desapercibida para los consumidores de hardware de escritorio, pero para los propietarios de estaciones de servidor promete ventajas bastante reales. Por ejemplo, un bus duplica la velocidad de las unidades de estado sólido, escalando linealmente para las operaciones de lectura y escritura de archivos. También es una oportunidad para transferir datos a mayor velocidad a través de la red o para mejorar la comunicación con aceleradores gráficos y tensoriales cuando se prestan servicios a redes neuronales.
Una ventaja importante son las capacidades avanzadas de cifrado de RAM, en particular AES-128, y la virtualización de software mejorada. Para ello, los desarrolladores tuvieron que "coser" un controlador de procesador seguro AMD de 32 bits en el chip para expandir la funcionalidad criptográfica. Curiosamente, estas impresionantes capacidades del EPYC de segunda generación probablemente sean una consecuencia del trabajo en proyectos externos: consolas de juegos de Microsoft y Sony. Dado que los clientes insistieron en el aislamiento de software de sus productos con protección contra piratería con métodos de cifrado de hardware.
Cada servidor según necesidades
La arquitectura, la tecnología de procesos y los buses son, por supuesto, buenos, pero el usuario final necesita detalles. Lo principal que distingue a los procesadores de servidor AMD entre sí es la diferencia en el número de núcleos, el resto es, como consecuencia, de la primera derivada. Allí es donde deambular, hay 14 modelos disponibles para todas las ocasiones:
- 8 núcleos / 16 hilos - EPYC 7252 (7262);
- 12 núcleos / 24 hilos - EPYC 7272;
- 16 núcleos / 32 hilos - EPYC 7282 (7302);
- 24 núcleos / 48 hilos - EPYC 7352 (7402);
- 32 núcleos / 64 hilos - EPYC 7452 (7502, 7452);
- 48 núcleos / 96 hilos - EPYC 7552 (7642);
- 64 núcleos / 128 hilos - EPYC 7702 (7742).
Los procesadores EPYC de la línea Rome 7Fx2 se agregarán correctamente a la lista anterior. De hecho, esta es la misma arquitectura de la que los desarrolladores pudieron extraer 500 MHz adicionales por núcleo y agregaron un caché. Resultó bastante convincente, según los propios AMD, estos son los procesadores con el mejor rendimiento por núcleo del mercado. Es cierto que la cantidad de estos mismos núcleos está limitada a tres modelos: con 8, 16 y 24. De inmediato, notamos que este tipo de "guijarros" son perfectos para centros de datos y trabajar con bases de datos.
Los chips AMD EPYC varían en precio entre $ 450 y $ 6,900, según el modelo. La construcción de sistemas con 64 núcleos proporcionará el nivel de rendimiento requerido para la mayoría de los servicios en la nube y, si esto no es suficiente, instalaremos sistemas desde dos sockets. Es difícil imaginar tareas que causen problemas con 128 núcleos y 256 subprocesos ejecutándose al mismo tiempo.
El resto de los parámetros que afectan al rendimiento del procesador cambian linealmente con el aumento del número de núcleos físicos. Cada chiplet contiene 32 MB de caché de nivel superior y 4 MB de caché L2. Las modificaciones del monoprocesador (con la letra P en el nombre) no están limitadas por nada en comparación con los hermanos de doble procesador, también pueden tener de 8 a 64 núcleos y una caché superior de hasta 256 MB.
Compara y elige el mejor
Al presentar soluciones de servidor basadas en la arquitectura actualizada, la empresa se centró en las comparaciones directas de la potencia informática y la relación precio / rendimiento con la competencia. Entonces, en un par de soluciones de gama alta EPYC 7742 de AMD y Xeon 8280L de Intel, la creación del campo "rojo" tiene casi una ventaja doble. Además, los 32 núcleos junior tampoco se están quedando atrás, mostrando un rendimiento similar y, en algunos lugares, mejor que los chips insignia de la competencia. Como resultado, tenemos una situación en la que un servidor con un socket en EPYC no será peor que un servidor de dos sockets de gama alta en Intel. Para el consumidor, esto significa un menor consumo de energía, ahorros en licencias y, por lo tanto, el costo total de poseer equipos de servidor.
Otro ejemplo de comparación es el "popular" Xeon Silver 4215 de 8 núcleos con un precio de 800-900 dólares frente al EPYC 7282 con el doble de núcleos. Este último tiene un costo menor, pero incluso en tales diseños, proporciona un rendimiento significativamente mejor. Y si comparamos el modelo 7Fx2, la diferencia en la velocidad de las operaciones se vuelve simplemente colosal, lo que demuestra una vez más la ventaja de la tecnología de proceso de 7 nm y la arquitectura mejorada.
Otro nicho competitivo interesante para el consumidor son las soluciones basadas en procesadores EPYC 7452 y Xeon 6226. Sí, el costo aquí no está a favor de AMD, pero la relación precio / rendimiento está nuevamente en el lado de EPYC. Si consideramos la mejor opción para comprar una máquina servidor para la oficina, entonces debe prestar atención al EPYC 7502 de 32 núcleos. Aquí tiene una combinación de alto rendimiento y un precio relativamente asequible. De hecho, se puede llamar el medio dorado que se adapta a la mayoría de los consumidores.
Y finalmente
El lanzamiento de AMD EPYC ha sacudido seriamente la posición de Xeons en el segmento de procesadores de servidor. Y la arquitectura mejorada de Zen 2 solo fortaleció el vector tomado del "rojo" para monopolizar el mercado. Posteriormente, esto obligó a muchos actores industriales a pensar seriamente en las perspectivas de comprar chips fabricados con la tecnología de proceso de 7 nm. En vista del hecho de que literalmente no hay respuesta a las soluciones de Intel, AMD ha elegido el momento óptimo para su regreso triunfal al trono del rey de la tecnología de microprocesadores.
Al consumidor medio y a los propietarios de grandes infraestructuras de TI se les presentan opciones para cualquier presupuesto y nivel de rendimiento. Además, en cada segmento, EPYC parece preferible a su competidor. Los procesadores AMD ofrecen una protección de hardware sólida, un ecosistema sólido, rendimiento rápido, ahorros en la compra de licencias y costo total de propiedad. Las ventajas para la mayoría serán suficientes de todos modos, y las perspectivas de dominar la producción de 5 nanómetros solo aumentan el interés de los consumidores potenciales en los productos de la compañía.
Hemos apreciado todas las ventajas de los procesadores AMD EPYC y la ejecución de servidores épicos . ¡Date prisa para probarlo también!
