EPYC新篇章 Zen5创新架构引领性能大突破

“AI 的周期比我五年前预期要快得多。我们的目标是成为人工智能领域的端到端领导者。”在Advancing AI 2024大会开场中，AMD董事会主席兼首席执行官苏姿丰博士这样表示。

在满足AI特别是大模型的应用进程中，需要大规模的算力支撑，而AMD 正在加快了 AI 路线图的步伐，每年都会推出新产品。如今已经拥有“业内最好的产品组合，可以解决端到端的人工智能问题”。

随后，苏姿丰博士正式发布第五代 AMD EPYC 服务器处理器（Zen 5）9005系列，以及下一代 AMD Instinct 加速器、网络和 AI PC等系列产品。与苏姿丰博士同时登台的还有微软、谷歌、甲骨文、Meta等合作伙伴，共同展示面向AI的解决方案。

Zen 5核心架构：多达192核心384线程

在产品更新升级方面，AMD一直坚持良好节奏。从现场AMD公布的数据来看，2018年，AMD 的 EPYC CPU 在服务器领域只占据2%的市场份额，如今，AMD在全球达到34%的市场份额，目前拥有超过950个云实例和超过350个OEM 平台。

这是市场对AMD的肯定，而今天亮相的第五代 EPYC CPU（9005系列），采用最新的3、4nm制造工艺，晶体管多达1500亿个，实现了更高的集成度以及更高的频率，继续肩负起AMD扩大服务器 CPU 领导地位，从而提供端到端 AI 领导平台的重任。

作为CPU应用Chiplet技术的先行者，AMD从代号Rome的第二代EPYC处理器（7002系列）开始，确立了把DDR内存控制器和PCIe控制器等I/O器件集中到一个单独的IOD（I/O Die）上，多个CPU核心及其Cache构成的CCD（Core Complex Die）环绕周围的布局。这样做的好处是核心与I/O解耦，IOD和CCD的制程可以分别演进，扩充CPU核心的数量也较为容易，通过增加CCD数量，或迭代更多核心数量的CCD，都可以获得CPU总核心数的上升。

譬如Zen 4和Zen 3都是每个CCD有8个核心共享32MB L3缓存，前者对应的服务器CPU代号Genoa即EPYC 9004系列，通过把CCD的数量从8个增加到12个（当然，离不开IOD的支持），总的核心数就从64个升至96个；Zen 4c单个CCD内的核心数量翻番到16个，共享32MB L3缓存，对应的服务器CPU代号Bergamo，CCD的数量又回到8个，共128个小核。

第五代EPYC（基于Zen 5）即9005系列，又回到1+12的架构，可以提供多达192个核心、384个线程。Zen 5有两种解决方案：Turin 的 4nm 版本配备多达 16 个“Zen 5”CCD，提供多达 128 个内核和 256 个线程，这被称为“Scale-Up”版本，而第二个版本是“Scale-Out”版本，它利用 3nm“Zen 5C”内核，配备多达 12 个 CCD，提供多达 192 个内核和 384 个线程。

EPYC Zen 5和EPYC Zen 5C两个版本都使用了相同的 SP5 插槽，在架构上完全一致，与现有的Zen4/Genoa 平台兼容，客户可以轻松的从之前的 Genoa 和 Bergamo “Zen 4”与“Zen 4C”版本直接升级。

在内存方面，Zen 5提供 12 通道内存解决方案，频率从DDR5-4800提高到 6400，支持 ECC，单路6TB 容量，仍可获得 128 个 PCIe 5.0/CXL 2.0 通道。

EPYC 9005全系列共有27款，名称中的“5”明确表明了Zen5 架构的存在，并且有两个版本可供选择:22款具有Zen5 经典核心的128 核版本和5款具有更密集的Zen5c的192核版本。

令人印象深刻的是，第五代 AMD EPYC产品线不仅增加了核心数量同时大幅提高了 L3 缓存密度。

• EPYC Zen 5C：最多 192 个内核、384 MB L3 缓存（与 Zen 4C 相比，内核数/L3 缓存增加 50%）。比如旗舰产品EPYC 9965拥有192核心、384线程和 384 MB 的 L3 缓存。其基本频率为 2.25 GHz，加速时频率为 3.7 GHz。默认 TDP 为 500W，目前售价为 14,813 美元。
•  EPYC Zen 5：最多 128 个内核、512 MB L3 缓存（与 Zen 4 相比内核数/L3 缓存增加 33%）。其旗舰产品 EPYC 9755， 128 核心、256 线程、512 MB L3 缓存、2.7 GHz 基本频率、4.1 GHz 加速频率和，500W TDP，售价为 12,984 美元。
  AMD 还提供了几种频率优化的变体，包括 64、48、32、24 和 16 核版本。最高端的是 EPYC 9575F，它提供 64 个内核、128 个线程、256 MB L3 缓存、400W TDP、频率为 3.3 GHz、加速时频率为 5.0 GHz。这款售价为 11,791 美元。当然要提下入门级 8 核 SKU EPYC 9015，配置了 125W TDP，基本时钟频率为 3.6 GHz，加速时钟频率为 4.1 GHz，并具有 64 MB L3 缓存。这款芯片的售价为 527 美元。

性能全面跃升 能效继续提高

在大会上，苏姿丰博士表示，第五代 AMD EPYC是AMD迄今为止设计的性能最高、能效最高的核心。

与 Zen 4 相比，指令带宽增加了一倍，缓存和浮点单元之间的带宽增加了一倍，AI 性能也增加了一倍，同时具有完整的 AVX 512 吞吐量。其中，企业和云平台IPC提升高达17%，HPC和AI平台IPC提升高达37%。

AMD 不仅将其第五代 EPYC CPU 与第四代 EPYC 进行比较，同时还公布了在SPEC CPU 2017 吞吐量测试中创造的一项世界纪录，领先市场 2.7 倍，领先第四代 EPYC 近 60%。

从SPEC CPU 2017 INT 基础测试数据来看，使用 32 核的第五代 EPYC CPU 比竞争对手提高了 40%，比第四代 EPYC SKU 提高了 27%。AMD 强调，在虚拟化领域，客户可以相同的成本实现强劲的性能。

在工作负载性能方面， AMD EPYC 9965 192 核 CPU 的视频转码同样比竞争对手性能提高了 4 倍，开源数据库 (MySQL OLTP) 性能提高了 3.9 倍，图形渲染性能提高了 3 倍。

那么使用相同核心数的性能如何呢？AMD 于是展示了 64 核 EPYC 9575F 与 EPYC 9554 以及和竞争对手的比较。在一系列企业 HPC 工作负载（例如 Ansys LS-DYNA、Altair Radioss、Ansys Fluent 和 Altair AcuSolve）中，具有相同核心数的 Zen 5 部件的性能仍然领先高达 1.6 倍。

在密集性建模与模拟工作负载中，Opensource HPC 性能也有了很大的提升，其中 EPYC 9965x比第四代 EPYC“Genoa”CPU 的性能提高了 2 倍以上。

对于 AI 性能，主要来自 AVX-512功能，从AMD 公布的官方数据来看，可带来高达 3.8 倍的性能提升。更快的 SKU（例如 5 GHz EPYC 9575F）可将 GPU 编排任务的速度提高 28%。

能效：1:7的价值

第五代EPYC服务器的颠覆性还在于，性能带来的价值和能效提升。AMD直观给出一个例子，如果企业在5年前购买7台服务器，那么如今1台EPYC 9965 便可替代当时的这7台小服务器集群，可降低企业的能耗、空间、运维等成本，提升运营效率。

在本次大会上，AMD公布了一组数据：“AMD EPYC平台可将功耗需求降低高达 68%，服务器空间减少高达 87%，并在 3 年内降低 TCO 67%。额外的节省空间可用于仅使用 416 个 GPU 将数据中心的 AI 和计算能力提高超过 110 万个 AI TOP，而新的 640 个 CPU 机架可将计算性能提高 2.5 倍。”

无疑，处在如今AI超级周期中，没有一家公司可以解决客户的所有计算问题，AMD不仅坚决执行五代EPYC的既定路线，同时还在加快AI步伐，重视性能、技术创新，提升能源效率，目前戴尔、HPE、联想、超微、华硕、思科、技嘉等众多合作伙伴在大会上现场展示，均推出基于第五代EPYC架构的服务器产品，谷歌、Meta等公司也展示了与AMD的联合的解决方案。对于AMD来说，未来确实振奋，正不断挑战同行在服务器领域的主导地位。