AMD Epyc: con Zen si ritorna sulla scena server

AMD Epyc: con Zen si ritorna sulla scena server

Da lungo tempo assente dal mercato server, AMD prepara un ritorno in grande stile con la famiglia Epyc, che andrà a raccogliere l'eredità di Opteron portando l'architettura Zen nel mondo datacenter. Obiettivo? Il miglior bilanciamento possibile tra prestazioni, consumi e costi: le promesse sono altissime

di Andrea Bai pubblicato il nel canale Server e Workstation
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Epyc 7000: la famiglia di CPU per il datacenter

Il 22 aprile del 2003 fece il proprio debutto sul mercato il primo processore AMD Opteron: l'avanguardia tecnologica allora erano i 130 nanometri del core K8 "Sledgehammer" e l'inedita introduzione dell'ISA AMD64, per una CPU destinata espressamente al mondo server e workstation. Nel corso di quasi dieci anni la famiglia Opteron ha visto oltre 20 differenti evoluzioni, con l'ultima proposta che risale a dicembre del 2012. E' praticamente da allora che la presenza della società di Sunnyvale nel mercato dei sistemi server è pressoché inesistente, nonostante la famiglia Opteron abbia saputo regalare ad AMD importanti soddisfazioni negli anni precedenti.

[HWUVIDEO="2361"]AMD Epyc la presentazione ad Austin[/HWUVIDEO]

Sul versante desktop è con le soluzioni della famiglia Ryzen che AMD ha preparato la sua rinascita, e non è di certo casuale il gioco di parole. Per il mondo server e datacenter l'onere e l'onore di riportare in alto i fasti tocca alla famiglia Epyc, fino a qualche settimana fa conosciuta con il nome in codice di Naples, che andrà raccogliere l'importante eredità lasciata da Opteron. La presenza sul mercato server e datacenter è fondamentale per una società impegnata nel mondo delle CPU, in quanto si tratta di soluzioni in grado di garantire interessanti margini di guadagno. Ecco che al debutto ufficiale nella giornata di oggi, 20 giugno 2017, troviamo la famiglia di processori AMD Epyc 7000.

La base è l'architettura Zen che AMD ha sviluppato sin dal 2012: parliamo quindi di un processore realizzato con processo produttivo FinFET a 14 nanometri. Zen che AMD ha costruito avendo fin da subito in mente le esigenze del mondo server/datacenter ed in particolare con lo scopo di poter offrire il bilanciamento ideale tra prestazioni e consumo energetico. Le caratteristiche dell'architettura già le conosciamo, in quanto sono le stesse delle proposte Ryzen per sistemi desktop: è grazie a loro che AMD ha potuto realizzare CPU server capaci di offrire elevata larghezza di banda, bassa latenza, consumi contenuti e un insieme di funzionalità specificatamente ottimizzate per il mondo datacenter e, ultimo per elenco ma primo per importanza, un notevole incremento nelle capacità esecutive per core.

Prestazioni, ottimizzazione e sicurezza sono i tre pilastri su cui poggiano le soluzioni AMD Epyc 7000. Partiamo dalle prestazioni: come già sapevamo da qualche tempo queste CPU saranno disponibili in varie versioni che potranno arrivare fino ad un massimo di 32 core per socket con la capacità di elaborare fino a 64 thread in parallelo grazie alla tecnologia SMT. Grazie alla tecnologia di interconnessione Infinity Fabric, che rappresenta uno dei fulcri più importanti su cui sono state costruite i nuovi processori di AMD, le CPU Epyc 7000 sono dotate di un controller memoria integrato DDR4 a 8 canali, capace di supportare fino a 2TB di memoria per CPU, e un controller PCI Express in grado di gestire fino a 128 linee.

Andiamo ad approfondire i numeri di Infinity Fabric: 8 canali di memoria per socket, con ciascun canale capace di supportare fino a 2 moduli DIMM si traduce nella possibilità di impiegare fino a 16 DIMM per socket. Ciò significa, oltre ai già citati 2TB di memoria per CPU, che Epyc può offrire una larghezza di banda per singolo socket fino a 171GB al secondo. Per quanto riguarda invece le interconnessioni tra core abbiamo invece un collegamento bidirezionale ccon larghezza di banda fino a 42GB/s, mentre per le interconnessioni tra socket vi sono quattro collegamenti ciascuno dei quali può arrivare ad una larghezza di banda bidirezionale di 38GB/s. Dal punto di vista, invece delle connessioni I/O, le 128 linee PCIe sono in grado di mettere a disposizione una larghezza di banda che può arrivare a 256GB per socket offrendo quindi possibilità di connessione veramente molto ampie che consentono, ad esempio, di gestire anche solamente con una macchina single-socket ciò che fino ad oggi era affrontabile solamente con sistemi dual-socket.

I processori Epyc sono basati sulla stessa architettura Zen che AMD utilizza per i processori Ryzen destinati a sistemi desktop. Le CPU Epyc integrano 4 distinti die, ciascuno dotato di 8 core, con un design che è quello Multi Chip Module o MCM adottato molto spesso negli anni passati tanto da AMD come da Intel per le CPU con un elevato numero di core. E' Infinity Fabric ad assicurare il collegamento tra i 4 die che compongono un processore Epyc, oltre a permettere alle CPU dei sistemi dual socket di dialogare tra di loro.

In tutto sono nove le versioni di processori della famiglia Epyc 7000 che AMD presenta quest'oggi e destinate a configurazioni dual-socket. Il nome - anzi, il numero - dei vari modelli è stato stabilito seguendo una precisa nomenclatura: la prima cifra, il 7, rappresenta la famiglia 7000, le due cifre centrali indicano il livello prestazionale relativo (quindi Epyc 7601 avrà prestazioni superiori a Epyc 7501) e l'ultima cifra indica che si tratta della prima generazione di processori Epyc. Come vediamo dalla tabella più sotto abbiamo fondamentalmente quattro gruppi di processori, suddivisi a seconda del numero di core messi a disposizione, e TDP compresi tra 120W e 180W.

Modello Core/Thread Base Frequency Max Boost Memoria I/O TDP
Epyc 7601 32/64 2,2GHz 3,2GHz 8 canali DDR4 fino a 2666MHz PCIe 128 linee 180W
Epyc 7551 2,0GHz 3,0GHz 180W
Epyc 7501 2,0GHz 3,0GHz 155/170W
Epyc 7451 24/48 2,3GHz 3,2GHz 180W
Epyc 7401 2,0GHz 3,0GHz 155/170W
Epyc 7351 16/32 2,4GHz 2,9GHz 155/170W
Epyc 7301 2,2GHz 2,7GHz 155/170W
Epyc 7281 2,1GHz 2,7GHz 155/170W
Epyc 7251 8/16 2,1GHz 2,9GHz 120W

Una precisazione per i modelli per i quali viene indicato il TDP di 155/170W: il consumo effettivo è in stretta dipendenza dal tipo di memoria utilizzata. Nel caso in cui si faccia uso di memoria DDR4 a 2400MHz il TDP effettivo sarà di 155W, mentre nel caso di memoria DDR4 a 2666MHz (il massimo supportato da Epyc) il TDP sale a 170W.

E' bene osservare che le varie versioni di processori Epyc sono tutte in grado di offrire le medesime funzionalità, senza limitazione alcuna a seconda del modello: l'unico elemento di differenziazione sono numero di core e thread e la frequenza operativa. Si tratta di una precisa scelta che AMD ha deciso di compiere così da lasciare modo a clienti e partner di poter selezionare la CPU esclusivamente in relazione alle prestazioni necessarie, non a funzionalità più specifiche come il tipo di controller memoria o il numero di linee PCI Express gestite dal controller integrato.

 
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