AMD再一次证明了自己的翻身绝无一丝侥幸。
如果说2017年的Zen架构 EPYC略有遗憾，而2019年的Zen2 EPYC借势了7nm工艺的话，那么如今AMD发布的采用Zen3架构的第三代EPYC（霄龙）则是货真价实的在制程工艺、核心架构上达到了业界顶尖水平，也让“AMD YES”的口号再次刷屏各大社交媒体。
AMD总裁兼CEO苏姿丰博士
在今年1月的CES大会上，AMD总裁兼CEO苏姿丰博士在主题演讲中发布了基于Zen 3架构的锐龙5000U/5000H系列轻薄本、游戏本平台，并提到的采用Zen3架构的服务器处理器——第三代EPYC（霄龙）也将不日露面。于是就在北京时间3月15日晚11时，服务器平台也迎来了更新——掐指算来，这次更新距离2019年Zen2 EPYC服务器版本的发布恰好相隔18个月，践行了摩尔定律的承诺。
这款代号为“米兰”的产品脱胎于上一代的“罗马”，打开世界地图你会发现这两个同属于意大利的城市距离不过500多公里，似乎只有一小步；但是从Zen2 EPYC到Zen3 EPYC，虽然同样基于7nm工艺，但是在核心架构上的改进依然不小，更重要的是经过前几代产品的铺垫，AMD EPYC这个名字已经得到了越来越多用户的认可，也有更多的数据中心用户开始尝试并接受使用AMD平台。所以从市场表现来看，这却是AMD迈出的一大步。
两倍企业级业务能力提升、两倍云计算负载处理能力提升、两倍高性能计算应用能力提升，加上19%的IPC性能和40%每瓦性能的提升，这款处理器也创造了业界计算能力的新高度。下面，就让我们来正式认识一下今天的主角——第三代EPYC（霄龙）处理器。
新调整新突破，IPC性能提升19%
大家最关注的莫过于性能。正如我们刚刚提到的，全新一代的Zen3处理器性能提升了19%，这应该说是非常了不起的成绩——在保证7nm同等工艺的前提下，仅通过架构微调就获得了出乎意料的性能提升。而官方更是给出了这些提升的来源。
这次的提升得益于前端、载入/存储、执行引擎、缓存预取、微操作缓存、分支预测等多个部分的合力贡献。虽然看起来从Zen2到Zen3并没有Zen到Zen2的变化巨大，但事实上其所带来的提升依然不可小视。这其中，最重要的就是在缓存、流水线、载入/存储等关键部件和功能上进行的改进。
率先改变的就是核心架构。我们都知道，缓存特别是L3缓存是影响当下x86性能的关键——如上图所示，Zen2的单CCX（Core Complex）为4核心设计，即4核心共享16MB三级缓存，而到了这一代的Zen3则是将2个CCX整合为一个CCD（Core Chiplet Die），实现了8核心共享32MB三级缓存。
这或许是在晶体管增加不大的前提下获得性能提升的最佳方式（如果是全互联晶体管开销是惊人的）。相比之下，Zen3少了CCX之间的IF总线数据交互，超大容量的L3有助于提高缓存命中率，减少内存访问次数，从而极大程度降低延迟。从官方公布的数据来看，这也是提升IPC的重要因素之一。
另一个带来提升的因素则是载入/存储机制的改变（Loads/Store），从 Zen2 每周期2 Loads + 1 Stores提升到了Zen3的每周期3 Loads + 2 Stores，幅度分别为+50% 和 + 100%。Load/Store属于内存操作，因此增加Load/Store单元，主要改善的是涉及内存密集型的操作，具体得看程序里的动态Load/Store 指令占比，L/S 动态指令占比越高L/S 单元性能表现影响应该越大，当然因为涉及到内存，所以 L1 D-Cache、L2 Cache、L3 Cache、硬件预拾取器、主内存以及它们的总线等也会有相应的影响。
除了性能之外，这次发布的Zen3同样也关注到了安全问题（但是对于中国市场来说，这个问题较为敏感）。2018年，一款名为“幽灵”的病毒对全球x86计算机安全带来了巨大隐患，也刺激了早已被用户放松的神经。为此，早在Zen2处理器上AMD就开始了积极的部署，而如今的Zen3更是具备了SME和SEV等多种防控技术，应该说从架构方面已经做好了强防御，同时对性能的折损应该是降到最低，总结来说不仅实现19%的代际之间的IPC每核性能的提升，同时大大增强了系统的安全性和稳定性。
总体看来，全新Zen3在计算能力、内存缓存、IO吞吐和安全等多个方面都有了不同程度的提升。虽然在核心数量上并没有升级（依然是最高64核心），但是在L3缓存容量上增加到了32MB；内存方面依然支持8通道，但是可以进行6通道交互，并且在PCIE接口上也有所改进，特别是优化了对于NVMe直连的支持。
这些基于7nm工艺的核心优化也使得Zen3带来了前所未有的性能提升。相对于整体IPC19%的提升之外，在企业级应用、云计算、高性能计算等多个方面Zen3都表现出了压倒性的优势。
性能悍将，Zen3带来的全方位打击
不同于英特尔动辄四五十款处理器的发布，AMD这边的产品数量要少得多。这一次Zen3一共发布了19款产品，并按照性能、密度和性价比进行了三个层级的划分，具体如下——
正如前面提到的，全新Zen3 EPYC的核心数量在8-64之间，能耗则跨越了155-280W，个体之间差异很大。值得一提的是，8核心的EPYC 72F3主频高达3.7GHz，睿频之后的升级甚至达到了4.1GHz，也创造了主频的新高。另一方面，在24核心和32核心的主流产品中，都有主频达到4GHz的产品，实现了核心数量和高主频“两开花”。
为了证明Zen3 EPYC带来的性能优势，AMD展示了在企业级、云计算、高性能计算等三项最重要的应用，对比平台采用了自家的Zen2 EPYC和英特尔至强铂金8280平台。需要说明的是，英特尔顶级处理器还有56核心的至强铂金9200系列，但这个系列需要购买套机，而至强铂金8280则是可以零售的最高版本。
在测试中，全新架构、更多核心、更高主频等优势的表现非常明显。相对于竞争对手顶尖的至强铂金8280处理器来说，Zen3架构的EPYC 7763在企业级应用测试中（SpecJBB）实现了117%的性能提升，单看核心数量就是绝对的超越，相对自家的Zen2 EPYC来说也有20%的提升。
接下来看到的云应用相关的测试，测试软件同样是来自于SPEC的SPEC CPU 2017，测试子项目为整数性能（Integrate）。这是最常用的一款CPU测试软件，也是业界公认的能够反应处理器计算能力的软件。测试中，Zen3架构的EPYC 7763实现了106%的性能提升，比自家的产品也有14%的进步。
其实说起计算力，高性能计算才是对其有着苛刻要求的应用。这里AMD展示的同样是SPEC CPU 2017的测试成绩，不过子项目变成了浮点性能（Float Point）。同样还是106%的数字，这种翻番的数字也再度说明了Zen3的优势所在。
当然这里我们需要再度说明的是，至强铂金8280是2019年2月的产品，是基于14nm工艺的、代号为Cascade Lake的第二代英特尔至强可扩展处理器，性能自然比不上最新的Zen3架构平台。有传闻英特尔也将在下个月更新其至强可扩展处理器家族，并在主流的双路市场推出全新架构的平台。因此，截止我们发稿时，第三代EPYC的优势还是非常明显的。
生态伙伴，AMD努力打造“众乐乐”
当然企业级市场一向不是独乐乐的，更多的时候需要实现众乐乐。为此，AMD也在不断积极布局，打造属于自己的“朋友圈”。其实在第二代EPYC处理器发布的时候，我们就见识到了AMD的诚意——包括戴尔、HPE、新华三、联想、超微等一众合作伙伴纷纷亮相。而如今虽然受到疫情的影响难以到场，但是主持热度却丝毫不减。
相对于刚刚提到的那些服务器平台厂商，我们更欣喜的是看到了包括亚马逊云计算、阿里巴巴、腾讯、微软等在内的一众顶尖互联网公司和众多第三方解决方案厂商的支持。换句话说，在x86这个生态架构中，AMD已经团结到了能团结的最大力量，也打消了用户“兼容性”、“稳定性”等一系列顾虑，正在朝着全生态的道路继续前进。
从第一代EPYC处理器推出到如今，市场越来越多给予了AMD充分的认可。据悉，AMD刚刚拿下了西南地区某运营商的千万级大单。有消息称，该客户对AMD的表现非常肯定，该平台也在进行最后的紧张调优与测试，计划第二季度支撑前台业务运行。
说实在的，在看到了第三代EPYC的性能表现和生态建设之后，我对x86市场发展充满了期待，同时也为英特尔捏了一把汗。这次的更新让AMD从制程、架构、性能、能耗等多个方面都处于行业领先，Zen3 EPYC的性能表现我们刚刚也有介绍，很强很暴力，甚至连生态建设也已经初具规模。
可以说，现在唯一限制客户选择AMD的是使用习惯，但是这个习惯随着必要的平台迭代也将快速重塑。如今，英特尔所能依靠的就是除了处理器之外的存储、图形、网络等多方面能力，当然这也是一种全新的选择，意味着英特尔走上了“全栈”式的道路，通过六大支柱继续巩固自己的“芯片一哥”地位。
说实话，我很期待下个月英特尔新至强的发布，毕竟处理器市场留给它的时间不多了。
