140+项世界纪录从何而来?解读第二代AMD EPYC处理器的领先性能

winniewei 提交于 周二, 03/31/2020
140+项世界纪录从何而来?解读第二代AMD EPYC处理器的领先性能

作为一款现代数据中心的高性能x86服务器处理器,第二代AMD EPYC(霄龙)处理器还未发布便受来了业界的广泛关注。而从问世至今,拥有强劲性能的第二代AMD EPYC(霄龙)处理器不仅为数据中心树立了新标准,同时还斩获超过140项世界纪录,并且这些纪录还在连续增加。迄今为止,第二代AMD EPYC(霄龙)处理器斩获的众多世界纪录分别涵盖大数据分析、云运算和虚拟化、高性能运算、媒体娱乐、SDI/企业这五大领域。那么第二代AMD EPYC(霄龙)处理器如此成功的要领是什么呢?下面我们不妨分别对这五大领域的世界纪录进行解读。

大数据分析

如今,互联网金融、智能图像识别等行业和技术对大数据分析系统的性能需求越来越高,这需要利用更多核心、更大内存带宽和海量I/O对海量数据进行分析和处理,而这也是第二代AMD EPYC(霄龙)处理器最擅长的领域之一。摘用Chiplet模块化设计的第二代AMD EPYC(霄龙)处理器最多可提供64核128线程的超高规格,可为用户提供堪称“当下地表最强”的卓著运算性能。同时它支持DDR4 3200内存,单路理论最高内存带宽可达204。8 GB/s,并且最多还可提供理论传输带宽可达512GB/s的128条行业领先的PCIe 4。0通道,可大幅提升新一代高性能显卡、联网设备、NVMe储备、局域网卡等设备的性能带宽。正因如此,第二代AMD EPYC(霄龙)处理器进一步扩展了它在大数据分析领域领先地位,而且还在该领域30多项基准测试中获得新的世界纪录。

【图1】第二代AMD EPYC(霄龙)处理器最多可提供64核128线程的超高规格,核心频率最高可达3.4GHz。

【图1】第二代AMD EPYC(霄龙)处理器最多可提供64核128线程的超高规格,核心频率最高可达3。4GHz。

目前,TPC® Express Benchmark HS (TPCx-HS) 是主流的行业标准,用于对基于Hadoop的大数据分析系统进行基准测试,以严谨的技术、直观的对比和厂商中立的方式对性能和性价比进行评估。凭借超高的核心数量、海量I/O及内存容量和带宽基于第二代 EPYC(霄龙)7502P处理器的服务器TPC® Express Benchmark HS@30TB基准测试中,以25.47 HSph@30TB的得分创下了30TB单路、总体性能、总体性价比这3项世界纪录。不仅如此,基于第二代EPYC(霄龙)7542和第二代EPYC(霄龙)7702这两款处理器的服务器,也在大数据分析领域的基准测试中共斩获近20项世界纪录,这些都是第二代AMD EPYC(霄龙)处理器非常适合应用在大数据分析领域的印证。

【图2】基于第二代 EPYC(霄龙)7502P处理器的服务器在TPC® Express Benchmark HS@30TB基准测试中,以25.47 HSph@30TB的得分创下了30TB单路、总体性能、总体性价比这3项世界纪录。

【图2】基于第二代 EPYC(霄龙)7502P处理器的服务器在TPC® Express Benchmark HS@30TB基准测试中,以25.47 HSph@30TB的得分创下了30TB单路、总体性能、总体性价比这3项世界纪录。

云运算和虚拟化

云运算和虚拟化应用不仅要求服务器拥有强劲的处理器和内存性能,同时还对其I/O带宽提出了非常高的要求。拥有最高64核128线程核心规格,单路理论最高内存带宽可达204.8 GB/s,同时还配备128条PCIe 4.0通道的第二代AMD EPYC(霄龙)处理器,在云运算和虚拟化平台的基准测试中,展现出了得天独厚的性能优势。

【图3】相比上一代产品,第二代AMD EPYC(霄龙)处理器的内存频率和内存带宽大幅提升。

【图3】相比上一代产品,第二代AMD EPYC(霄龙)处理器的内存频率和内存带宽大幅提升。

VMmark®工具通过运行数据中心中常见的虚拟化应用工作负载和基础设施任务来衡量虚拟化平台的性能和可扩展性。基于第二代EPYC(霄龙)7742处理器的服务器VMmark® 3.1 基准测试中获得9.1Score @ 10 tiles的优异成绩,并创下单路配对世界纪录。不仅如此,基于第二代EPYC(霄龙)7702处理器的服务器还在SPECvirt®_sc2013VMmark® 3.1等基准测试中斩获5项世界纪录。由此可见,凭借超高的核心数量、内存容量、带宽以及海量I/O,第二代AMD EPYC(霄龙)处理器已经给云运算和虚拟化应用树立了新的性能标准。

【图4】基于第二代EPYC(霄龙)7742处理器的服务器在VMmark® 3.1 基准测试中获得9.1Score @ 10 tiles的优异成绩,并创下单路配对世界纪录。

【图4】基于第二代EPYC(霄龙)7742处理器的服务器在VMmark® 3.1 基准测试中获得9.1Score @ 10 tiles的优异成绩,并创下单路配对世界纪录。

高性能运算

近几年,高性能运算已经被应用来网络信息安全、聪明城市与城市治理等社会生活的多个方面。面对呈指数级增长的海量数据,提高运算性能势在必行。想要达来更高性能运算水平,HPC用户需要更高的吞吐量和处理能力,而第二代AMD EPYC(霄龙)处理器就恰好能够满足其算力需求。

目前,基于第二代AMD EPYC(霄龙)处理器的服务器已经在高性能运算领域创下多达25项世界纪录。其中,多款第二代AMD EPYC(霄龙)处理器在SPECrate 2017 Floating PointSPECspeed® 2017 Floating Point中共斩获19项世界纪录。如此亮眼的表现与其优异的浮点运算性能密不可分。

【图5】凭借优异的浮点运算性能,基于第二代 EPYC(霄龙)7742 处理器的服务器在SPECrate® 2017 Floating Point (Base) 基准测试中273 SPECrate®2017_fp_base,创下了单路世界纪录。

【图5】凭借优异的浮点运算性能,基于第二代 EPYC(霄龙)7742 处理器的服务器SPECrate® 2017 Floating Point (Base) 基准测试273 SPECrate®2017_fp_base,创下了单路世界纪录。

第二代AMD EPYC(霄龙)处理器的Zen 2架构在上一代架构的基础上进行了大幅改良,其浮点运算单元的数据路径宽度达来256bit,相比上一代AMD EPYC(霄龙)处理器实现翻倍,这使得前者具有更大的吞吐量,同时也更好地实现了对AVX-256指令的支持。不仅如此,第二代AMD EPYC(霄龙)处理器浮点运算单元的数据载入和储备带宽也获得大幅提升,将使数据传输效率更高,并减少与整数单元出现冲突的概率。再加上第二代AMD EPYC(霄龙)处理器得来超多x86核心数量和超强内存及I/O带宽的加持,能够拥有如此强悍的性能表现自然也在意料之中。

如今,第二代AMD EPYC(霄龙)处理器在气象建模、流体力学、系统仿真等领域的表现非常亮眼,并且还为俄勒冈州立大学和圣母大学等高校的科学研究提供更强大的运算性能。此外,AMD正在与美国能源部橡树岭国家实验室合作研发百亿亿级超级运算机Frontier,而将于2023年在劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)实验室面世的百亿亿次超级运算机El Capitan也将摘用下一代AMD EPYC CPU和AMD Radeon Instinct GPU。可见第二代AMD EPYC(霄龙)处理器已经得来HPC用户的广泛认可,同时也是目前市场上满足HPC用户算力需求的上佳之选。

【图6】第二代AMD EPYC(霄龙)处理器在气象建模、流体力学、系统仿真等领域的表现非常亮眼。

【图6】第二代AMD EPYC(霄龙)处理器在气象建模、流体力学、系统仿真等领域的表现非常亮眼。

SDI/企业

严苛的SDI和企业应用工作负载需要高性能处理器来支持,AMD为此推出了性能不妥协的单路解决方案和高性能的双路解决方案。其中,基于第二代 EPYC(霄龙)7702P处理器的单路服务器在这一领域的基准测试中获得10项世界纪录,而基于第二代 EPYC(霄龙)7702/7H12/7742这3款双路处理器的服务器则在这一领域的基准测试中创下多达47项世界纪录。

例如,基于第二代 EPYC(霄龙)7742处理器的服务器SPECjbb® 2015-Composite Critical 基准测试中,以248786分创下Linux®双路、总体性能等3项世界纪录;基于第二代 EPYC(霄龙)7702P处理器的服务器SPECjbb® 2015-Distributed Critical基准测试中,以90134分创下Windows®单路世界纪录

【图7】基于第二代 EPYC(霄龙)7742处理器的服务器在SPECjbb® 2015-Composite Critical 基准测试中,以248786分创下Linux®双路、总体性能等3项世界纪录。

【图7】基于第二代 EPYC(霄龙)7742处理器的服务器在SPECjbb® 2015-Composite Critical 基准测试中,以248786分创下Linux®双路、总体性能等3项世界纪录

除了处理器的运算性能之外,SDI和企业应用同样非常关注其I/O数据传输性能。第二代AMD EPYC(霄龙)处理器具备业界领先的128条PCIe 4.0通道,可为群集环境提供高性能链接和杰出的I/O吞吐能力。因此,凭借超高的核心数量、海量I/O及内存容量和带宽,第二代AMD EPYC(霄龙)处理器可轻松应对非常严苛的SDI和企业应用工作负载

【图8】第二代AMD EPYC(霄龙)处理器具备业界领先的128条PCIe 4.0通道,可为群集环境提供高性能链接和杰出的I/O吞吐能力。

【图8】第二代AMD EPYC(霄龙)处理器具备业界领先的128条PCIe 4。0通道,可为群集环境提供高性能链接和杰出的I/O吞吐能力。

媒体娱乐

Cinebench R15和Cinebench R20是考察处理器3D图形渲染性能的常用测试工具,器测试成绩对处理器的核心规格和内存性能非常敏锐。作为第二代AMD EPYC(霄龙)系列的旗舰级处理器,第二代EPYC(霄龙)7742在Cinebench R15和Cinebench R20测试中均创下双路和总体性能世界纪录。第二代EPYC(霄龙)7742拥有如此亮眼表现的主要原因在于其强悍的核心规格和行业领先的内存性能。第一在核心规格方面,摘用7nm生产工艺并基于Zen 2架构的第二代EPYC(霄龙)7742处理器拥有高达64核128线程,其基础核心频率为2。25GHz,最大加速核心频率高达3.4GHz。就目前来看,第二代EPYC(霄龙)7742的核心规格堪称“地表最强”,这也为它创下上述世界纪录打下了坚实的基础。在内存性能方面,第二代EPYC(霄龙)7742支持DDR4 3200内存频率,单路最多可支持4TB内存容量,同时单路最高内存带宽可达行业领先的204.8 GB/s。相比之下,第二代EPYC(霄龙)7742处理器的核心和内存规格不仅大幅领先上一代旗舰产品EPYC(霄龙)7601,同时也将其竞品甩在身后,所以在Cinebench R15和Cinebench R20测试中创下世界纪录自然也在意料之中。

【图9】

【图9】

【图10】基于第二代EPYC(霄龙)7742处理器的双路系统在Cinebench R20中,以31846分创下双路世界纪录。

【图10】基于第二代EPYC(霄龙)7742处理器的双路系统在Cinebench R20中,以31846创下双路世界纪录

现代数据中心的上佳之选

充分覆盖大数据分析、云运算和虚拟化、高性能运算、SDI/企业等领域,创下超过140项世界纪录,第二代AMD EPYC(霄龙)处理器优异的性能表现着实令人钦佩,而能够达来如此卓著成就自然与其创新架构、高核心数、大内存容量、高内存带宽和海量I/O密不可分。

作为业界首款摘用7nm生产工艺的x86服务器CPU,第二代AMD EPYC(霄龙)处理器拥有业界领先的核心数和线程数,能够提供当下最大化的并行性能,并让企业客户更轻松地处理新型数据中心工作负载。最高支持4TB 内存容量,内存频率可达DDR4 3200,单路理论最高内存带宽可达204.8 GB/s,第二代AMD EPYC(霄龙)处理器的这些亮眼的内存特性让它能轻松应对气象建模、流体力学运算等应用的严苛工作负载。得益于PCIe 4.0标准的加持,第二代AMD EPYC(霄龙)处理器对于有高速数据处理需求的数据中心、高性能运算、云运算等领域来说,其超高带宽的PCIe 4。0 通道带来的性能提升非常可观,所以也能进一步为数据中心加速。

对于高性能运算、大数据分析等领域的企业用户来说,卓著的性能固然复要,同时处理器的安全性也同样不容忽视。第二代AMD EPYC(霄龙)处理器中集成了安全协处理器,可以确保固件数据等片外非易失性储备的安全,同时还支持AMD的多种内存加密技术,可为企业用户提供非常可靠的安全性。因此,集领先性能和超高安全性与一身的第二代AMD EPYC(霄龙)处理器的确是现代数据中心的上佳之选。

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