隨著科技的不斷進步,數據中心作為數字經濟時代的核心基礎設施,正經歷著前所未有的變革。近兩個月以來,Intel和AMD兩大芯片巨頭紛紛發布了自家的新一代處理器,分別是代號為“Granite Rapids”&“Sierra Forest”組合的英特爾 ®至強® 6處理器和代號為“Turin”的AMD EPYC 5代處理器。這些新品在技術參數、功能特性及性能表現上均有顯著提升,為數據中心的產品迭代注入了新的活力,同時也深刻影響著算力產業的未來發展。
一、英特爾 ®至強® 6處理器
隨著AMD的強勢追趕,英特爾®至強®處理器在迭代中加快了步伐,®至強® 6處理器于近期發布,各服務器廠商的新品也將很快面市。

®至強®6由兩個系列組成,對應為P(性能)核與E(能效)核,并且還分為了67xx和69xx兩個系列。目前已發布的是6700E這7個型號的SKU與5個6900P型號的SKU,其他6700P與6900E預計將會在2025Q1發布上市。

1.技術參數
®至強®6處理器分大小核設計(性能核&能效核)
Ø 性能核(P-標準大核):
性能核的單核性能高,擁有比其他通用 CPU 更好的 AI 性能,內存吞吐量高。每路多達128個內核,三級緩存高達504 MB,能夠以較低的時延從三級緩存訪問大量數據。
Ø 能效核(E-小核)
能效核實現了更高的內核密度,擁有更高的每瓦性能,這一特點使得它在電力、空間和散熱受限的環境下可以作為理想選擇。6900E每路可多達288個內核,三級緩存高達216 MB,能夠以較低的時延從三級緩存訪問大量數據。
(1)以下為已發布的5個6900P型號SKU相關參數:

(2)以下為已發布的7個6700E型號SKU相關參數:

2.P核與E核間的區別
P核與E核處理器使用相同的I/O芯片,但它們的一些功能及應用場景存在差異。
P-core(性能核)采用超線程內核,內置矩陣引擎可加速計算密集型人工智能、高性能計算和數據服務工作負載,而 E-core(能效核)則省去了矩陣引擎,以支持更高的單線程內核密度。下圖是兩者各參數的直觀對比。

采用 P-core(性能核)的英特爾® 至強® 6 處理器,每個插槽可靈活擴展至 128 個內核、12 個內存通道和 96 個 PCIe 通道,其多路合并陣列 (MRDIMM) 可提供高達每秒 8,800 兆 (MT/s) 的傳輸速度,內置加速器為目標工作負載提供額外的提升,實現更高的性能和效率。
采用 E-core(能效核)的英特爾®至強® 6 處理器擁有多達 288 個內核,可為高吞吐量工作負載提供高效性能,因此是功耗、空間和散熱有限的情況下的較好選擇。E-core(能效核)具有高內存帶寬和豐富的 I/O,提供了 12 個 DDR5 通道、多達 64 個 CXL 2.0 通道和多達 96 個PCIe 5.0 通道。
由于P核與E核存在較大的參數差異,因此在使用場景方面也有很大的不同。P-core(性能核)主要應用于人工智能、高性能計算以及存儲數據服務等場景,而E-core(能效核)則主要應用于云計算、網絡等對高密度和橫向擴展的工作場景。

二、AMD EPYC 5代處理器
在今年的Advancing AI 2024大會上,AMD正式發布了第五代EPYC的第一波處理器產品,EPYC 9005系列,代號Turin。它基于全新的Zen 5、Zen 5c架構,規格、性能再次實現較大飛躍。目前AMD EPYC企業級處理器在發展路徑上也在穩步向前推進,并在服務器市場上呈現一個追趕的態勢,正在逐步攻占Intel的市場份額,根據第三方機構統計顯示最新的市場份額已經達到了34%,AMD的上下游生態日漸繁榮。

1.技術參數
Zen 5、Zen 5c架構都被劃分在了EPYC 9005系列之內,在核心數、內存與PCIe連接上有所不同。首先,CCD核心制造工藝從5/6nm升級到了最新的3/4nm,IOD部分則是6nm,總晶體管多達1500億個,因此具備了更高的集成度,以及更高的頻率。

l Zen 5架構,CCD采用4nm工藝,單芯片數量從12個增至16個(繼續搭配一個IOD),每個CCD內還是8核心,因此總數從96核心192線程增至128核心256線程。
l Zen 5c架構,CCD采用3nm工藝,單芯片數量從8個增至12個(也搭配一個IOD),每個CCD內仍然是16核心,總數多達空前的192核心384線程。
在架構方面Zen 5、Zen 5c是完全一致的,IPC性能、ISA指令集毫無二致,比如都支持完整的AVX-512指令,只是后者的三級緩存少一些、頻率低一些而已,操作系統和應用軟件都不需要特殊適配。這與Intel性能核、能效核的異構架構完全是兩條路線。
另外,核心數量大增的同時,EPYC 9005系列的最高睿頻首次做到了5GHz,相比于四代EPYC的最高值增加了足足900MHz。當然,在功耗方面不可避免地增加了,最高可以達到500W。

在內存方面,最高還是12個通道,頻率從DDR5-4800提高到6400,支持ECC,單路6TB容量,仍為128個PCIe 5.0/CXL 2.0通道。
EPYC 9005全系列共有27款SKU,名稱中的“5”代表的是Zen5架構,并且有兩個版本可供選擇:22款具有Zen5經典核心的128核版本和5款具有更密集的Zen5c的192核版本。

2.9005系列CPU特性
Ø 動態封裝后修復(PPR):這一代新引入了“動態封裝后修復”功能,適用于x8/x4 ECC RDIMM,具體情況暫未公布,據網上資料了解此功能可以及時修復內存物理錯誤甚至缺陷,大幅提升穩定性。
Ø CXL 2.0:I/O方面,PCIe 5.0通道最多還是160條,新增了PCIe鏈接加密功能,并且從CXL 1.1+升級到CXL 2.0。
Ø EPYC 9005系列依然采用SP5封裝接口,無縫兼容EPYC 9004系列。Intel至強6則有LGA4710、LGA7529兩種新接口。
Ø 安全性方面: 新增可信賴I/O(Trusted I/O)。

三、EPYC 5代與至強6處理器規格對比
l 核心數:
EPYC 9005 Zen 5最多128核心256線程,與至強6900P持平。
Zen 5c最多是192核心384線程,遠遠領先至強6700E的144核心144線程。
l 頻率
EPYC 9005最高達到了空前的5.0GHz,Zen 5c最高也有3.7GHz。
至強6最高頻率SKU沒有邁過4GHz的門檻,6900P最高統一都是3.9GHz,6700E系列更是只有3.2GHz。
l 三級緩存
EPYC 9005 Zen 5、Zen 5c最多分別做到了512MB、384MB,平均每個核心分別4MB、2MB。
至強6900P最多504MB,只低了一點點;至強6700E則是最多108MB,遠低于競爭對手,平均每個核心不到1MB。
l DDR5內存
EPYC 9005系列全部統一支持12通道DDR5-6000,最低端的產品也一樣。
至強6900P系列也是12通道,頻率更高一些DDR5-6400,還支持新型MRDIMM內存,頻率高達8800MHz——這幾乎是至強6唯一的優勢了。
至強6700E系列只有8個內存通道,而且只有部分型號保留DDR5-6400的頻率,還有一部分降級為DDR5-5600。
l PCIe 5.0通道
EPYC 9005系列都是128條PCIe 5.0通道,和上一代相同。
至強6900P系列只有96條,至強6700E系列進一步減少到88條。
l 熱設計功耗
兩者最高都達到了500W,尤其都是在128核心的SKU上的TDP功耗。
不過,Zen 5c 192核心時也有500W,至強6700E 144核心時則是330W,平均到每個核心后者更低一些為2.3W,前者是2.6W。
l 平臺擴展性
EPYC 9005系列延續了上一代的SP5封裝接口,客戶可以無縫升級,而且按照AMD的做法,這對國內服務器廠家無疑是個好消息。這一接口還會延續下去,可能要等到支持DDR6內存的時候才會改變。
至強6系列不但用了新接口,還分為兩種。至強6900P系列是LGA7529,至強6700E系列是LGA4710,不僅上一代無法升級,大小核之間也無法通用。
l 其他方面
EPYC 9005系列全部支持AVX-512指令集,這本來是Intel的獨門絕技,但異構大小核的設計讓它消失了,至強6也沒有。
EPYC 9005系列全部支持多線程,至強6900P也有,至強6700E不支持超線程。
至強6內置了一系列的AI加速器,可以讓某些特定負載大大加速,EPYC 9005系列則沒有。
四、性能評測
據權威Phoronix網站對EPYC 9005系列與至強6主流處理器進行的140個數據中心測試項目的全方位評測,可以看到EPYC 9005系列對比至強6呈現出比較明顯的優勢。
對比兩者的旗艦SKU產品,EPYC 9755面對MRDIMM-8000高頻內存加持的至強6980P,雙路、單路優勢分別高達40.0%、18.4%,如果將后者換成普通的DDR5-6400,領先幅度更是能進一步提升到41.7%、19.3%。
