Компания AMD раскрыла подробности процессорных архитектур Zen 6 и Zen 6c, которые используются в новом поколении серверных чипов EPYC 9006 Venice. Производитель перешёл на усовершенствованный 2-нм техпроцесс TSMC, значительно увеличил плотность размещения ядер и переработал вычислительные блоки. По заявлению AMD, средний прирост производительности на такт в выбранных серверных и ИИ-нагрузках достигает 27 %, а в отдельных тестах преимущество над предыдущим поколением оказывается ещё заметнее.

Новые EPYC ориентированы на центры обработки данных, облачную инфраструктуру и системы искусственного интеллекта. Помимо вычислительной мощности, AMD существенно расширила возможности платформ: процессоры поддерживают до 16 каналов оперативной памяти, интерфейс PCIe 6.0 и до 8 Тбайт ОЗУ на сокет. Первые независимые испытания, проведённые Tom’s Hardware, позволяют оценить потенциал архитектуры, которая должна усилить позиции AMD в конкуренции с серверными решениями Intel и Nvidia.

Переход на 2-нм техпроцесс и увеличение производительности

Основой Zen 6 и Zen 6c стал технологический процесс TSMC N2P. По сравнению с N3E, использовавшимся для вычислительных кристаллов Zen 5, новая технология обеспечивает существенное улучшение энергоэффективности.

При одинаковом энергопотреблении частоты потенциально могут увеличиваться на 18 %. Если же сохранить прежнюю производительность, потребление энергии можно снизить на 36 %.

Стандартный вычислительный чиплет Zen 6 теперь содержит до 12 ядер вместо восьми у предшественника. Объём кеша третьего уровня достигает 48 Мбайт, а задержка обращения к L3 осталась на уровне 13 тактов.

Максимальная частота новых ядер выросла с 5,0 до 5,3 ГГц. При этом улучшения затронули не только частотный потенциал, но и эффективность выполнения инструкций.

Zen 6c: вдвое больше ядер на одном кристалле

Наиболее заметные изменения произошли в компактной архитектуре Zen 6c, предназначенной для серверов с высокой плотностью вычислений.

Один чиплет теперь способен вместить 32 ядра против 16 у Zen 5c. Одновременно AMD увеличила объём кеша L3 до 128 Мбайт на кристалл, что в четыре раза превышает показатель предыдущего поколения.

Максимальная частота Zen 6c достигла 4,1 ГГц вместо прежних 3,7 ГГц.

Принципиально важно, что Zen 6 и Zen 6c используют одинаковую микроархитектуру ядер. Компактная версия отличается оптимизацией площади кристалла, энергопотребления и рабочих частот, сохраняя совместимость с тем же набором инструкций.

Такой подход позволяет AMD создавать серверные конфигурации с большим количеством вычислительных потоков без необходимости поддерживать две принципиально разные архитектуры.

Что изменилось внутри процессорных ядер

AMD серьёзно модернизировала внутреннюю организацию вычислений.

В Zen 6 появились раздельные планировщики целочисленных операций, а физический регистровый файл расширился до 352 записей.

Увеличился и кеш микроопераций: его вместимость выросла с 6000 до 6750 записей. Пропускная способность подачи операций поднялась с 12 до 18 за такт.

Для ускорения научных расчётов и задач искусственного интеллекта реализована нативная поддержка FP16. При этом сохранена совместимость с AVX-512.

Блок загрузки данных теперь способен обрабатывать за такт две 512-битные или четыре 256-битные операции загрузки.

Совокупность изменений направлена на повышение эффективности процессоров при работе с базами данных, виртуальными машинами, аналитическими системами и ИИ-нагрузками.

Платформа SP7: до 16 каналов памяти и 8 Тбайт ОЗУ

Вместе с новой архитектурой AMD существенно обновила серверную платформу.

Процессоры для разъёма SP7 используют два кристалла ввода-вывода вместо одного. Это позволило реализовать 16-канальный контроллер оперативной памяти.

Поддерживаются модули MRDIMM со скоростью до 12 800 МТ/с и RDIMM до 8000 МТ/с.

Максимальная пропускная способность памяти достигает 1,6 Тбайт/с при использовании MRDIMM и около 1 Тбайт/с с RDIMM.

Объём оперативной памяти может составлять до 8 Тбайт на процессорный сокет.

Такие характеристики особенно важны для крупных систем виртуализации, обработки больших массивов данных и серверов искусственного интеллекта.

PCIe 6.0 и компактная платформа SP8

Ещё одним важным обновлением стала поддержка PCIe 6.0 с передачей данных до 64 Гбит/с на линию.

Платформа SP7 предоставляет до 96 линий PCIe 6.0 в однопроцессорной конфигурации и до 128 линий в двухпроцессорной. Дополнительно предусмотрены линии PCIe 4.0.

Для систем, которым требуется больше возможностей подключения ускорителей и накопителей, AMD подготовила платформу SP8.

Она использует более компактный разъём размером 62,5 × 80 мм и поддерживает восемь каналов памяти.

Пропускная способность ОЗУ достигает 819 Гбайт/с с MRDIMM и 512 Гбайт/с с RDIMM.

При этом двухпроцессорные системы SP8 могут предоставлять до 192 линий PCIe 6.0. Обе платформы также поддерживают CXL 3.1, расширяющий возможности подключения памяти и ускорителей.

Новое поколение EPYC усиливает конкуренцию на серверном рынке

Zen 6 представляет собой масштабное обновление серверной архитектуры AMD. Компания одновременно повысила производительность отдельных ядер, увеличила их количество на вычислительных кристаллах и расширила возможности подсистем памяти и ввода-вывода.

Особенно перспективно выглядит Zen 6c, позволяющая значительно повысить плотность вычислений в дата-центрах.

Впрочем, двукратный прирост в отдельных испытаниях не следует воспринимать как универсальное ускорение всех приложений. Реальная производительность будет зависеть от характера нагрузки, количества задействованных ядер, настроек памяти и энергопотребления.

Новые EPYC Venice должны укрепить позиции AMD в сегменте высокопроизводительных серверов, где всё большее значение имеют не только абсолютная вычислительная мощность, но и эффективность использования энергии, пропускная способность памяти и возможности масштабирования.