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Milan de AMD lleva Zen 3 a Epyc, con resultados mayoritariamente positivos

AMD ha lanzado su actualización Zen 3 “Milán” para servidores, llevando su última arquitectura Zen 3 al último segmento del mercado que carece de ella. AMD ha estado trabajando para ganar participación de mercado en este segmento desde que lanzó la primera generación de Epyc hace casi cuatro años. Milán trae una serie de cambios que deberían ayudar a la compañía a ganar participación de mercado, pero hay algunos obstáculos en el lado del consumo de energía.

AMD no está aumentando el número de núcleos con esta generación de productos. Las CPU Zen 3 que AMD está lanzando hoy reemplazan a sus predecesoras en recuentos de núcleos equivalentes. También son generalmente más caros que los chips AMD que reemplazan, lo que es equivalente al posicionamiento de AMD con sus CPU Zen 3 Ryzen 5000. Los nuevos números de modelo de CPU de Milán de AMD terminan en 3: 7763, 7643, 7313, etc. Las CPU Epyc de la generación anterior terminan en 2.

Aquí hay un repaso rápido sobre los cambios de CPU que AMD hizo de Zen 2 a Zen 3:

Zen 3 tiene un búfer de destino de rama L1 (BTB) más grande y múltiples mejoras de reducción de latencia en todo el núcleo, con un diseño ajustado en comparación con Zen 2 que tiene la intención de mejorar el ancho de banda. La CPU puede realizar tres cargas y dos almacenes por ciclo, en comparación con el diseño 2L + 1S de Zen 2. Zen 3 / Milan también agrega soporte para registros SIMD de 256 bits; anteriormente, AMD usaba registros de 128 bits y las operaciones de 256 bits se dividían en dos segmentos.

Zen 3 también incluye un complejo de núcleos más grande, con ocho núcleos y 32 MB unificados de L3 por chiplet en comparación con la configuración 2 × 4 de los chips anteriores. Estos cambios pueden ser particularmente significativos en los servidores, dada la necesidad de controlar el ancho de banda intranúcleo y el impacto de los cachés grandes en el rendimiento general.

Esta imagen muestra la topología física de la CPU con énfasis en la matriz de E / S. El dado de E / S puede tener el mismo aspecto, sigue siendo un chip de clase de 14 nm construido en GlobalFoundries, pero ha sido rediseñado para ofrecer nuevos beneficios y capacidades. Algunos de estos pueden haber tenido un impacto negativo en el consumo de energía según Anandtech, quien revisados la CPU. AMD ha aumentado la velocidad de su Infinity Fabric a 18 Gbps, desde 16 Gbps y ahora admite el entrelazado de canales de memoria de 6 vías para mejorar el rendimiento en configuraciones donde no todas las ranuras DIMM están disponibles o se utilizan.

Mejoras de rendimiento, consumo de energía

El tiempo de compilación de Anandtech para la suite LLVM muestra que Milán tiene aproximadamente un 10 por ciento de ventaja sobre sus competidores. Esto parece estar aproximadamente a la par con el rendimiento general de la CPU, con ganancias que van del 6 al 25 por ciento, dependiendo de qué tan avanzada sea la prueba. Las pruebas de subprocesos simples y moderados muestran incrementos mayores de hasta un 20-25 por ciento.

Imagen de Anandtech

Un punto que destaca la revisión de Anandtech es que el consumo de energía inactivo en los chips Zen 3 es mucho más alto que sus contrapartes Zen 2, de 65-72W a 100-110W. Estos aumentos aparentemente están vinculados a algunos de los cambios que AMD hizo en la matriz de E / S, lo que resulta en una disminución sustancial de la latencia intra-núcleo y un rendimiento general mejorado, pero también una mayor potencia inactiva.

Imagen de Anandtech

Anandtech comparó la eficiencia energética entre Roma y Milán limitando las cuatro CPU probadas a un TDP de 225 W, y luego comparó tanto su rendimiento relativo como la potencia asignada a los núcleos de la CPU o al paquete completo. La primera medición solo cuenta la energía consumida por los núcleos de la CPU y sus cachés L2, mientras que la última incluye todo el socket.

El mayor consumo de energía de su matriz de E / S coloca al Milán de AMD en desventaja en comparación con Roma en ciertos entornos. En las pruebas de rendimiento informáticas que no dependen del ancho de banda de la memoria, Rome puede superar a Milán. SPECint2017 y SPECfp2017 muestran sistemas basados ​​en Milán que ofrecen una peor eficiencia energética y menos rendimiento / vatio que Roma (Zen 2). Mientras que Zen 3 extiende sus piernas más en las cargas de trabajo centradas en el ancho de banda de la memoria, donde su nueva arquitectura de caché y un IPC más alto lo colocan por delante de su predecesor, SPEC aún muestra una disminución en la eficiencia energética.

Conclusión

La cuota de mercado de servidores de AMD no ha crecido tan rápido como lo han hecho sus negocios de ordenadores de sobremesa y portátiles. Pero ahora tiene entre el 7 y el 11 por ciento del mercado, dependiendo de si cuenta todo el espacio del servidor (incluido el borde y 4P, donde AMD no compite actualmente) o solo el mercado 1P y 2P. AMD prefiere este último, que también es utilizado por importantes firmas analíticas de la industria como IDC. Cuando se considera que la empresa apenas tenía un negocio de servidores en 2017, esto representa una tasa de crecimiento razonable en un negocio intrínsecamente conservador.

Milán generalmente mejora el rendimiento en todos los ámbitos, aunque las ganancias en la carga máxima son significativamente menores que el aumento de subprocesos ligeros. Su mayor potencia inactiva puede ser algo que AMD pueda abordar en el futuro, posiblemente mediante una reducción de la matriz de E / S u otros cambios de fabricación.

Intel tendrá su propia respuesta a Milán en el mercado a finales de este año cuando Ice Lake-SP salga a la venta. Los recuentos centrales de ICL-SP aún son inciertos; Intel ha confirmado públicamente 32 con sus propios resultados de referencia, 36 se ha rumoreado constantemente durante años y los informes recientes han sugerido que también podríamos ver SKU de 38 y 40 núcleos. AMD conservará una ventaja de densidad en esta generación con hasta 64 núcleos por socket. El rendimiento por socket efectivo entre las dos compañías se reducirá a la administración de energía y la eficiencia, así como al IPC general.

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