Nová serverová platforma AMD přináší až 96 jader, DDR5, PCIe 5.0 a další inovace

Díky svým až 96 jádrům na jednom procesoru dovolí nová CPU řady Genoa organizacím snížit fyzickou zátěž nasazením menšího počtu serverů (nebo dosáhnout při stejném obsazení prostoru podstatně vyššího výpočetního výkonu). Provozovatelé datových center tak získají větší flexibilitu a zároveň možnost lépe cílit na udržitelnost a efektivitu. Výhodou je také široká nabídka, která umožní z hlediska počtu jader i frekvencí organizacím volit přesně ten typ procesoru, který pro zamýšlené využití potřebují.

AMD se při návrhu nových serverových procesorů výrazně zaměřovalo také na posílení bezpečnosti, které se projevilo např. v rozšíření balíku funkcí AMD Infinity Guard, který sdružuje nejrůznější prvky fyzické i virtuální ochrany. Např. ve srovnání s předchozí generací procesorů (Milan) je zde obsažen dvakrát větší počet šifrovacích klíčů, což pomáhá spolehlivě zabezpečit data uložená data (ať již lokálně nebo v cloudu), i data, se kterými se aktuálně pracuje.

S prvními novými procesory bychom se snad měli začít reálně setkávat již během prosince 2022.

Architektura Zen 4

Procesory AMD Epyc řady 9000 staví na 5nm architektuře Zen 4, která byla představena v září 2022 a je v tomto ohledu tím doposud nejvýkonnějším, co dokáže americký výrobce nabídnout. Procesory Epyc 9004 jsou díky tomu schopné přinést podstatně vyšší výkon i lepší energetickou účinnost. Zen 4 pohání také desktopové procesory Ryzen 7000 určené pro spotřebitele.

Zatímco předchozí generace serverových CPU od AMD nabízela maximálně 64 jader, nyní lze pořídit modely s až 96 jádry. Maximální takty sahají až na 4,4 GHz. Výkon by si tak měl samozřejmě značně polepšit. Z hlediska IPC lze počítat asi se 14% zlepšením (oproti Zen 3). AMD uvádí, že ve srovnání s konkurenčními řešeními její nové procesory nabídnout až 2,3× vyšší výkon (případně 1,6× vyšší efektivitu z hlediska výkon na watt). V obchodních operacích by pak měl být nárůst výkonu asi 2,6×.

AMD Genoa spoléhá na paměti typu DDR5 4800 s podporou 12 kanálů. Celkem lze osadit až 6 TB paměti na jeden socket, díky čemuž je možné dosáhnout teoretické propustnosti až 460 GB/s.

K dispozici je také široká škála nových instrukcí včetně AVX-512 nebo VNNI, které se specializují na operace s umělou inteligencí.

Více jader, větší spotřeba

Aby bylo možné dostat do procesoru všech (až) 96 jader a veškeré další nezbytné komponenty, muselo AMD sáhnout po několika konstrukčních změnách. Vedle většího pasivního rozvaděče tepla se zvětšilo také pouzdro procesoru, které poskytlo prostor pro další čtyři CCD (Core Complex Dies) jednotky, jejichž celkový počet vzrostl na dvanáct. Rozložení jader těchto čipletů však zůstává oproti předchozí generaci (Milan) v podstatě stejné. Osm jader mezi sebou sdílí 32 MB L3 cache. Použitá jádra Zen 4 společnosti AMD zároveň zdvojnásobují L2 cache na 1 MB na jádro.

AMD dále o několik stovek hertzů zvýšilo taktovací frekvence čipů, pravděpodobně však na úkor o něco vyšších teplot. Výchozí tepelný výkon (TDP) na jádro ve srovnání s předchozí generací výrazně nezměnil – stále se pohybuje okolo 280 W u 64jádrových procesorů. Zákazníci, kteří však chtějí z těchto čipů vytěžit co nejvíce, je nyní mohou nakonfigurovat až na 400 W. (Tedy o 120 W víc než u generace Milan).

Možnost dosahovat vyšších TDP není vzhledem k vývoji v uplynulých letech ničím překvapivá, spíš můžeme říci, že jde o trend, který směřuje k teplejším a rozměrově (i energeticky) více „natěsnaným“ CPU (i GPU). Ačkoli tedy AMD Genoa vytěží z každého spotřebovaného wattu více operací, bude jejich nasazení pro výrobce serverů a provozovatele datových center zase o něco větší výzvou.

Compute Express Link a konektivita

K výše zmiňovaným vlastnostem můžeme přičíst i širší interoperabilitu, reprezentovanou např. podporou standardu Compute Express Link (CXL). S tím úzce souvisí také podpora rozhraní PCIe 5.0, které poskytuje 160 linek. Rozhraní CXL má k dispozici 64 vyhrazených linek. Pro SATA konektivitu může být vyhrazeno 32 linek. Pro systémy s duálními sockety lze pak získat 12 „bonusových“ PCIe 3.0 linek. Procesory AMD Epyc 9004 využívají patici SP5.

AMD Genoa je první platformou typu x86 s podporou koherentního rozhraní cache. Zatímco budoucí iterace CXL umožní plnohodnotnou kompozitní infrastrukturu, první implementace této technologie se zaměřují přímo na rozšíření paměti. A právě toho využívá i AMD. Genoa podporuje upravenou verzi CXL 1.1, která zpětně podporuje konfigurace s víceúrovňovou pamětí. A společnost AMD zjevně očekává, že CXL bude v datových centrech hitem, protože již rozšířila svou technologii šifrování paměti používanou v důvěrných výpočtech (nazvanou SEV-SNP).

Na druhou stranu, přestože AMD podporuje CXL, neznamená to, že je na její plnohodnotný nástup připraven celý technologický ekosystém. Někteří výrobci jako Samsung či Astera labs sice již přípravu modulů typu CXL oznámili, ale stále je tento standard ve svých absolutních začátcích.

Co bude následovat?

Série Genoa je první řadou serverových procesorem procesorů, která srtaví na Zen 4, avšak nabude jediná. Již nyní například víme, že AMD připravuje i čipy Bergamo určené pro provozovatele cloudových služeb, které by měly být schopny přinést až 128 jader (ačkoli za cenu menší cache). Tyto čipy budou pravděpodobně přímou konkurencí pro procesory jako Ampere Altra Max (které rovněž nabízejí 128 jader a jsou populární u poskytovatelů infrastruktury jako Microsoft, Google či Oracle). Dočkat bychom se mohli snad již v první polovině roku 2023.

Ve vzdálenější budoucnosti bychom se pak měli dočkat také sérií Genoa-X (ta by měla přímo konkurovat „HBM“ čipům Intel Xeon Max) či Siena (zaměřené na telekomunikační služby a edge computing).

Detailnější technické specifikace si můžete prostudovat např. zde.