Epyc

Epyc

Üldandmed
Tootmise algus	juuni 2017
Tootja	AMD
Arhitektuur ja klassifikatsioon
Transistori värava suurus	14 nm kuni 7 nm
Mikroarhitektuur	Zen, Zen 2
Käsustik	AMD64/x86-64, AVX, AVX2, BMI1, BMI2, AES, SHA1/SHA256, RDSEED, SMAP
Füüsiline spetsifikatsioon
Pesad	SP3
Tuumade nimed	Naples Rome

Epyc on x86 ja x64 mikroprotsessorite bränd, mida tutvustas ettevõte AMD (Advanced Micro Devices) 2017. aastal juunis. Protsessor põhineb mikroarhitektuuril Zen ja oli mõeldud kasutamiseks serverites ja tööjaamades. Võrreldes tavaliste protsessoritega sisaldab Epyc rohkem tuumasid ja PCI Express siine, võimaldab kasutada rohkem operatiivmälu ja luua mitme füüsilise protsessoriga süsteeme kasutades Infinity Fabric siine.

Protsessorid on system on a chip (SoC) tüüpi, mis tähendab, et protsessoritel on integreeritud mälu, PCI Express, SATA ja teisi kontrollerid, mis võimaldavad süsteemil töötada ilma emaplaadile kiibistikku lisamata.

Ajalugu

Esimene põlvkond kuulutati välja 2017 aasta märtsis, kui protsessor oli koodnimega Naples, samal aastal nimetati protsessor ümber Epyc brändiks. Epyc 7001 seeria protsessorid tulid turule 20. juunil 2017. aastal.

2018 novembris kuulutas AMD oma Next Horizon üritusel välja teise põlvkonna Epyc protsessori koodnimega Rome, mis põhineb Zen 2 mikroarhitektuuril. Epyc 7002 seeria protsessor jõudis turule 7. augustil 2019 aastal.

Epyc (Milan) kolmanda põlvkonna protsessorite väljalase on kavandatud aastasse 2020.

Protsessorid

Server

Esimene Epyc põlvkond (Naples)

• Pesa: SP3
• PCI-E siinide arv: 128
• Tootmistehnoloogia: 14nm

AMD Epyc 7001 seeria protsessorid kasutavad Zen mikroarhitektuuri ja nendel võib olla kuni 64 füüsilist tuuma ja 128 lõime, lisaks protsessorite iga pesa jaoks on 8-kanaline mälu, mis võimaldab kasutada kuni 16 DIMMi (dual in-line memory) ja saavutada maht kuni 2TB. Protsessor saab kasutada kuni 128 PCIe 3.0 siini, olenemata pesa konfiguratsioonist. L3 vahemälu suurus varieerub vahemikus 32 kuni 64 MB, mis lubab parandada ressursside balanssi ja suurendada protsessorite jõudlust.

Epyc protsessorites vastutab turvaprobleemide eest vastutav kaasprotsessor - Secure Processor. See on eraldi üksus ühe kiibiga süsteemis, mis pakub riistvara tuge spetsiaalsetele funktsioonidele, milleks on teabe krüpteerimine ja autentimine.

Üks olulisemaid protsessori funktsioone on tehnoloogias Secure Memory Encryption (SME), mis on loodud mälu kaitsmiseks volitamata juurdepääsu eest. See on täielikult riistvarapõhine andmete krüpteerimine mälus, mis võimaldab kõik andmed krüpteeritud kujul mällu salvestada, et kaitsta küberkurjategijate rünnakute eest.

Teine tehnoloogia on SEV (Secure Encrypted Virtualization), mis on isoleeritud virtuaalsete masinate virtualiseerimine. See tehnoloogia võimaldab igal virtuaalmasinal krüpteerimisvõtmete abil kaitsta andmeid teiste masinate eest.

Protsessoritesse on sisse viidud mitmeid tehnoloogiaid, mis võimaldavad energia tarbimist vähendada ja juhtida.

Üks selline tehnoloogia on I/O siinide dünaamiline laiuse muutmine, mis võimaldab PCIe ühendused lahti ühendada ja suudab suurendada üldist energiatõhusust kuni 8% protsessori pesa kohta. Samuti Epyc kasutab sageduse ja pinge dünaamilise muutmise tehnoloogiat, mis põhineb protsessori tuuma temperatuuril ja koormusel.

Allpool on toodud Naples põlvkonna protsessorite spetsifikatsiooni tabel:

Mudel	Pesa konfiguratsioon	Tuumade arv (loogilised tuumad)	Taktsagedus (GHz)			Vahemälu			Toetatud operatiivmälu	TDP
			Baas	Boost		L1	L2	L3
				All-Core	Max
EPYC 7251	1P/2P	8 (16)	2.1	2.9		64 KB tuuma kohta	512 KB tuuma kohta	32 MB	DDR4-2400MHz 8-kanaline	120 W
EPYC 7261			2.5	2.9				64 MB	DDR4-2666MHz 8-kanaline	155/170 W
EPYC 7281		16 (32)	2.1	2.7				32 MB
EPYC 7301			2.2	2.7				64 MB
EPYC 7351			2.4	2.9
EPYC 7351P	1P		2.4	2.9
EPYC 7371	1P/2P		3.1	3.8						200 W
EPYC 7401		24 (48)	2.0	2.8	3.0					155/170 W
EPYC 7401P	1P
EPYC 7451	1P/2P		2.3	2.9	3.2					180 W
EPYC 7501		32 (64)	2.0	2.6	3.0					155/170 W
EPYC 7551			2.0	2.55	3.0					180 W
EPYC 7551P	1P		2.0	2.55	3.0
EPYC 7601	1P/2P		2.2	2.7	3.2

Teine Epyc põlvkond (Rome)

• Pesa: SP3
• PCI-E siinide arv: 128
• Tootmistehnoloogia: 7nm
• Toetatud operatiivmälu: 8-kanaline 3200MHz

AMD Epyc 7002 7nm protsessorite põlvkond põhineb Zen 2 mikroarhitektuuril, mis võimaldab suurendada IPC (instructions per cycle) jõudlust ühe lõime võrra umbes 15%, samuti mitme lõime arvutus tegevust 23% võrra. Protsessorid kasutavad PCI Express 4.0 tehnoloogiat, mis toetab kuni 128 siini, mis on maksimaalse läbilaskevõimega 512 GB/s. Protsessorid kasutavad 8-kanalist mälu standardit DDR4-3200 ja võivad sisaldada maksimaalselt kuni 4TB operatiivmälu ühe pesa kohta.

Protsessori elementide maksimaalne arv on 64 tuuma ja 128 lõime. Protsessori paigutus koosneb kaheksast Core Complex Die (CCD) kiibistikust ja ühest I/O Die (IOD) I/O tuumast. Kõiki CCD-d ühendatakse kiire Infinity Fabric kanali abil IOD keskpunktiga.

Teise põlvkonna protsessoritel on riistvara elementide kaitse Spectre'i kõigi rünnakute versioonide vastu.

Protsessorid toetavad ka teise põlvkonna turvalist virtualiseerimistehnoloogiat Secure Encrypted Virtualization 2 (SEV2) ja mälu krüpteerimise tehnoloogiat Secure Memory Encryption (SME).

Teise põlvkonna Epyc protsessoritel vähendati NUMA (Non-uniform memory access) sõlmede arvu, muutes seeläbi kolme võimaliku mälu juurdepääsu aega kahe võrra. Sellest tulenevalt võib Epyc esimese põlvkonna juurdepääsu aeg olla 90, 141 või 234 ns ja teises 104 või 201 ns. Keskmiselt vähendati kahe pesa mälu juurdepääsu viivitusi 14–19% võrra.

Allpool on toodud Rome põlvkonna protsessorite spetsifikatsiooni tabel:

Mudel	Pesa konfiguratsioon	Tuumade arv (loogilised tuumad)	Taktsagedus (GHz)		Vahemälu			TDP
			Baas	Boost	L1	L2	L3
EPYC 7232P	1P	8 (16)	3.1	3.2	64 KB tuuma kohta	512 KB tuuma kohta	32 MB	120 W
EPYC 7252	1P/2P		3.1	3.2			64 MB	120 W
EPYC 7262			3.2	3.4			128 MB	155 W
EPYC 7272		12 (24)	2.9	3.2			64 MB	120 W
EPYC 7282		16 (32)	2.8	3.2				120 W
EPYC 7302P	1P		3.0	3.3			128 MB	155 W
EPYC 7302	1P/2P		3.0	3.3				155 W
EPYC 7352		24 (48)	2.3	3.2				155 W
EPYC 7402P	1P		2.8	3.35				180 W
EPYC 7402	1P/2P		2.8	3.35				180 W
EPYC 7452		32 (64)	2.35	3.35				155 W
EPYC 7502P	1P		2.5	3.35				180 W
EPYC 7502	1P/2P		2.5	3.35				180 W
EPYC 7532			2.4	3.3			256 MB	200 W
EPYC 7542			2.9	3.4			128 MB	225 W
EPYC 7552		48 (96)	2.2	3.3			192 MB	200 W
EPYC 7642			2.3	3.3			256 MB	225 W
EPYC 7662		64 (128)	2.0	3.3				225 W
EPYC 7702P	1P		2.0	3.35				200 W
EPYC 7702	1P/2P		2.0	3.35				200 W
EPYC 7742			2.25	3.4				225 W
EPYC 7H12			2.6	3.3				280 W
EPYC 7F32		8 (16)	3.7	3.9			128 MB	180 W
EPYC 7F52		16 (32)	3.5	3.9			256 MB	240 W
EPYC 7F72		24 (48)	3.2	3.7			192 MB	240 W

Kolmas Epyc põlvkond (Milan)

Kolmanda põlvkonna Epyc protsessorid, mis kuulutati välja 2019. aastal hakkavad AMD sõnul põhinema Zen 3 mikroarhitektuuril ja 7nm+ tootmistehnoloogial. Erinevus praegusest 7nm tootmistehnoloogiast on EUV litograafia kasutamine. Samuti lubab AMD, et IPC (instructions per cycle) ühe lõime kohta, võrreldes eelmise arhitektuuriga peaks kasvama 10-15% võrra.

Embedded

Snowy Owl

2018. aasta alguses kuulutas AMD välja manus (embedded) protsessorite seeria Epyc 3000.

AMD Epyc 3000 seeria protsessorid on sisuliselt Naples (EPYC 7001) protsessorite piiratud versioon, mis on loodud võrgu-, salvestus- ja servaarvutus seadmete jaoks.

Protsessorid jagunevad kahte kategooriasse - single-chip module (SCM), mis võib sisaldada kuni 8 tuuma ja 16 lõime ning multi-chip module (MCM), mis võib sisaldada kuni 16 tuuma ja 32 lõime. PCI siinide arv lahendustes varieerub vahemikus 32 kuni 64 ja maksimaalne operatiivmälu maht on 1 TB.

Allpool on toodud Snowy Owl põlvkonna manus protsessorite spetsifikatsiooni tabel:

Mudel	Pesa	Tuumade arv (loogilised tuumad)	Taktsagedus (GHz)		Vahemälu			Toetatud operatiivmälu	PCI-E siinid	Ethernet	TDP	Töötemperatuur
			Baas	Boost	L1	L2	L3
EPYC 3101	SP4r2	4 (4)	2.1	2.9	64 KB tuuma kohta	512 KB tuuma kohta	8 MB	DDR4-2666MHz 2-kanaline	32	4 x 10GbE	35 W	0-95°C
EPYC 3151		4 (8)	2.7	2.9			16 MB		32		45 W
EPYC 3201		8 (8)	1.5	3.1				DDR4-2133MHz 2-kanaline	32		30 W
EPYC 3251		8 (16)	2.5	3.1				DDR4-2666MHz 2-kanaline	32		55 W	0-105°C
EPYC 3255			2.5	3.1					32		25-55 W	-40-105°C
EPYC 3351	SP4	12 (24)	1.9	3.0			32 MB		64	8 x 10GbE	60-80 W	0-105°C
EPYC 3451		16 (32)	2.14	3.0					64		80-100 W

Toetatud operatsioonisüsteemid

Protsessorid toetavad Windows 10 süsteeme, mis algavad versiooniga 1709, Windows Server 2012 R2, 2016 ja 2019.

Samuti toetatakse Linux süsteeme alates kerneli versioonist 4.8, mis pakub minimaalseid nõudeid protsessoriperekonna kasutamiseks. Erandiks on RHEL-süsteemid alates versioonist 7.5, XenServer 7.1 ja uuemad, vSphere alates 6.5 U1 jne.