AMD Server-CPUs Epyc 7002: Mit Zen 2 an Intel vorbei


AMD wirft die zweite Generation seiner Epyc-Server-CPUs mit bis zu 64 Kernen, 128 PCIe-4.0-Lanes und achtkanaligem DDR4-3200-Speicherinterface in die Schlacht. Dabei geht es um höhere Marktanteile im lukrativen Server-Geschäft, die man aktuell von Intel abjagen wird. Viele Server-Hersteller, darunter Dell, HPE, Lenovo, Asus, Gigabyte, Supermicro und Tyan sind mit vielen neuen Systemen und Mainboards vertreten.

19 Epyc-CPUs stellen ein vergleichbares Portfolio für die Plattform SP3 dar, fünf davon mit "P" -Kürzel für Single-Socket-Server. Es gibt die Epyc-7002-Modelle ab 450 US-Dollar, sie haben 8 bis 64 Kerne mit 2-fach-SMT und allesamt 128 PCI-Express-4.0-Lanes sowie acht DDR4-Speicherkanäle. Damit binden Sie bis zu 4 TByte RAM pro CPU-Fassung an (bisher waren es 2 TByte). Details finden Sie in der Tabelle am Ende des Artikels.

AMD Epyc 7002 "Rom": Übersicht

(Bild: AMD)

In einzelnen Durchsatztests auf einem "Daytona" -Referenzsystem mit zwei Epyc 7742 haben wir Steigerungen um mehr als Faktor 4 gegenüber Epyc 7601 gemessen. Auch in Blender & Co erzielt AMDs neues schnellstes Pferd im Stall Top-Werte. Test mit der SpecCPU 2017 laufen zurzeit noch.

Ein ausführlicheren ersten Test zu AMDs Epyc-Topmodell 7742, ab Sonnabend, den 17. August im Handel.

AMD-Chefin Lisa hat bereits auf dem Next-Horizon Techday im November 2018 einen Epyc-2-Prototypen.

(Bild: c't / Carsten Spille)

Die Epyc-7002-Prozessoren, Codename Rome, tragen die neue Zen-2-Architektur in der Serverwelt. Die Architektur hat AMD an allen Ecken und Enden aufgebohrt, wie bereits zu deren Vorstellung und beim Testen Sie die Ryzen-3000-CPUs ausführlich dargelegt.

Mit Ryzen 3000 teilt sich Epyc 7002 den folgenden Aufbau. Hier wie es geht AMD voll auf die Chiplet-Methode, um die Compute- und I / O-Dies zu trennen. Allerdings werden die Server-Prozessoren mit 7-Nanometer-Technik (CCD) mit jeweils acht Kernen betrieben. Von denen sagt AMD, dass sie zwar weitgehend, aber nicht vollständig im Ryzen 3000 entsprächen. Weitere Details dazu wollte man vorab allerdings noch nicht preisgeben.

AMD Epyc 7002 "Rome": Infinity Fabric

(Bild: AMD)

Das I / O-Die ist in 14-nm-Technik hergestellt und beim Epyc mächtiger als beim Ryzen, muss es doch weit mehr CCDs (und die jeweils zwei darin enthaltenen Compute Complexes CCX) über das Infinity Fabric miteinander verbinden und zusätzlich satte acht ( statt zwei) Speicherkanäle sowie mehr PCIe-Lanes bereitstellen.

Eine wesentliche Neuerung ist die drastisch erhöhte Rechenleistung. AMD hat diesen nicht nur durch Verdoppelung der Kernzahl erreicht, sondern auch jeden einzelnen Kern kräftig aufgebohrt und poliert. Den Löwenanteil der Rechenleistung erbringen die AVX-fähigen Floating-Point-Einheiten, die nun auch AVX2-Instruktionen in einem Rutsch – also doppelt so schnell wie der Epyc 7001 – berechnen können. Dazu musste AMD auch verschiedene Caches und interne Datenpfade deutlich beschleunigen bzw. verbreitern.

Zusätzlich hat man eine verbesserte Sprungvorhersage mit Tagged Geometric History Length (TAGE), doppelt so große Op-Caches, eine dritte Adress-Generation-Unit (AGU) und doppelt so schnelle L1-Caches.

Der Speicherzugriff (Memory Access, MA) erfolgt wie bei Servern mit mehreren Chips oder Sockeln üblich ungleichmäßig – uneinheitlich, kurz NU -, da nicht jeder Speichercontroller direkt auf einen bestimmten Speicherriegel zugreifen kann.

Da ein Epyc 7002 alle Speicherzugriffe über den I / O-Chip durchführt, ist die NUMA-Komplexität gegenüber der Vorgängergeneration deutlich gesunken. Epyc 7001 hatte noch zwei Speicherkontroller an jedem der vier Core / Compute-Komplexe, so dass die Adressierung entweder direkt, über einen Hopper zu einem Nachbarn erfolgte. Dort war dann die Zieladresse entweder direkt erreichbar oder einem weiteren Hop entfernt (3 NUMA Domains, 8 NUMA-Entfernungen).

Mit Epyc 7002 wird die NUMA-Frage auf zwei NUMA-Domains vereinfacht: Entweder der Speicher ist am lokalen I / O-Die angebunden oder am anderen (2 NUMA-Domains / Distances). Dadurch wird der Latenzspeicher zwar ein wenig höher, aber der entfernteren Speicher deutlich kürzer und vor allem beinahe vohersagbar. Minimale Latenzunterschiede gibt es noch, je nachdem welcher Speichercontroller auf dem I / O-Die Zugriffe über das Infinity Fabric weitergereicht werden müssen.

Epyc 7001 Intel Xeon Platinum 8200 ist mit acht Speicherkanälen für DDR4-3200 kompatibel und bietet nur sechs Speicherkanäle für DDR4-2933 . Bei den Latenzen kann Intels monolithisches Design allerdings noch seine Vorteile ausspielen.

Mit nur 19 Modellen erhalten Sie die Spannbreite von 8 bis 64 Kernen in Ein- und Zwei-Sockel-Systemen ab. Da AMD auf weitere Differenzierung außer Kernzahl, Takt und TDP verzichtet, kommt man so mit weit weniger Modellen als Intel Xeons aus, bei denen nahezu jedes Feature einzeln vermarktet wird.

Alle Epyc 7002 haben je acht Speichercontroller für 4 TByte RAM pro Sockel sowie die gesamten 128 PCIe-Lanes gegenüber 48 Lanes, die außerdem nur so schnell PCIe-3.0-Standard arbeiten. Damit bietet sich der Epyc-Server auch für Storage-Systeme mit vielen NVMe-Laufwerken an, die formell und zumal jeder x16-Link feinkörnig ist und etwa vier x4-NVMe-SSDs mit doppelt so hoher Transferrate wie bei PCIe 3.0 anbinden kann. Außerdem hat ein Single-Socket-Epyc-Server ebenso viele PCIe-Lanes wie ein Dual-Socket-System, weil letztere einen Teil der PCIe-Lanes in dem Infinity-Fabric-Modus zur schnellen Kopplung der beiden Prozessoren umwidmen.

Es gibt weiterhin viele Single-Socket-Epyc-Server, die viele ältere Dual-Socket-Systeme ersetzen können. Dadurch lassen sich in manchen Fällen Software-Lizenzgebühren einsparen, die von der Anzahl der physischen Prozessoren im Server abhängen.

PCIe 4.0 ist wie beim Ryzen 3000 nur mit neuen Servern (-Mainboards) nutzbar, nur dort ist auch DDR4-3200 möglich. In bereits vorhandenen Epyc-7001-Servern läuft der Epyc 7002 aber auch, sofern der Server-Hersteller ein BIOS-Update liefert und das TDP passt.

AMD hebt beim Epyc 7002 abermals hervor, dass die Zen-Prozessoren für deutlich weniger bekannt gewordene Sicherheitlücken anfällig sind. So seien Zombieload, TLBleed und Meltdown überhaupt kein Thema und andere Lücken wie Spectre v2 habe man deutlich entschärft.

Doch auch beim Epyc 7002 ist nicht alles Gold was glänzt. Gegenüber Epyc 7001 hat AMD die TDP der Spitzenmodelle erhöht und lässt sie nun bis zu 225 Watt verbrauchen; optional sind sogar 240 Watt konfigurierbare TDP möglich. Dabei schafft der Epyc 7002 jedoch für die Kernzahl beachtlicher Taktfrequenzen.

AMD Epyc 7002 "Rom": Sicherheit

(Bild: AMD)

AMD konzentriert sich bei den Zen-2-Rechenwerken außerdem auf (sehr gute) Hausmannskost: Aktuelle Hype-Features wie spezielle Befehle zur Beschleunigung des maschinellen Lernens fehlen und auch AVX ist noch ausbaufähig. Für solche Fälle wie Cascade-Lake-Xeon mit VNNI und AVX512F bessere Optionen, aber viele Firmen nutzen für maschinelles Lernen dedizierte Beschleuniger wie FPGAs oder GPUs, die AMD in Form des PCIe-4.0-fähigen Radeon Instinct MI50 und MI60 ebenfalls im Programm haben . Mit dem aktuellen Xeon "Cascade Lake" ist zudem ein proprietäres Optane DC Memory nutzbar.

AMDs Epyc-7002-Serverprozessoren

Modell

Kerne

Themen

Basistakt

Max. Boosttakt

TDP

cTDP min-max

L3-Cache

Preis

7742

64

128

2,25 GHz

3,4 GHz

225 Watt

225 – 240 Watt

256 MByte

6950 US- $

7702

64

128

2,0 GHz

3,35 GHz

200 Watt

165 – 200 Watt

256 MByte

6450 US- $

7702P

64

128

2,0 GHz

3,35 GHz

200 Watt

165 – 200 Watt

256 MByte

4425 US- $

7642

48

96

2,3 GHz

3,3 GHz

225 Watt

225 – 240 Watt

256 MByte

4775 US- $

7552

48

96

2,2 GHz

3,3 GHz

200 Watt

165 – 200 Watt

192 MByte

4025 US- $

7542

32

64

2,9 GHz

3,4 GHz

225 Watt

225 – 240 Watt

128 MByte

3400 US- $

7502

32

64

2,5 GHz

3,35 GHz

180 Watt

165 – 200 Watt

128 MByte

2600 US- $

7502P

32

64

2,5 GHz

3,35 GHz

180 Watt

165 – 200 Watt

128 MByte

2300 US- $

7452

32

64

2,35 GHz

3,35 GHz

155 Watt

155 – 180 Watt

128 MByte

2025 US- $

7402

24

48

2,8 GHz

3,35 GHz

180 Watt

165 – 200 Watt

128 MByte

1783 US- $

7402P

24

48

2,8 GHz

3,35 GHz

180 Watt

165 – 200 Watt

128 MByte

1250 US- $

7352

24

48

2,3 GHz

3,2 GHz

155 Watt

155 – 180 Watt

128 MByte

1350 US- $

7302

16

32

3,0 GHz

3,3 GHz

155 Watt

155 – 180 Watt

128 MByte

978 US- $

7302P

16

32

3,0 GHz

3,3 GHz

155 Watt

155 – 180 Watt

128 MByte

825 US- $

7282

16

32

2,8 GHz

3,2 GHz

120 Watt

120 – 150 Watt

64 MByte

650 US- $

7272

12

24

2,9 GHz

3,2 GHz

120 Watt

120 – 150 Watt

64 MByte

625 US- $

7262

8

16

3,2 GHz

3,4 GHz

155 Watt

155 – 180 Watt

128 MByte

575 US- $

7252

8

16

3,1 GHz

3,2 GHz

120 Watt

120 – 150 Watt

64 MByte

475 US- $

7232P

8

16

3,1 GHz

3,2 GHz

120 Watt

120 – 150 Watt

32 MByte

450 US- $

Alle Epyc-7002-CPUs verfügen außerdem über 8 DDR4-3200-Speicherkanäle sowie 128 PCIe-4.0-Lanes.

AMD zahlte Reisekosten und Hotel für den Autor zur Vorabpräsentation der Epyc 7002.


(csp)



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