現今企業 IT 人員面臨的挑戰,遠比過去任何時期來得艱鉅。因為數位轉型既要瞻前、亦需顧後,意即 IT 團隊一方面需運用新興資訊技術,滿足業務創新目標,但另一方面仍需全力維持現有關鍵應用系統的穩定運作,因而產生多重工作負載,各自需求大相逕庭。迫使 IT 團隊必須思考如何引入多元處理器架構,適切滿足創新、維運等不同任務,堪稱一大難題。

可喜的是,在去年( 2022 )11 月超級電腦大會上,我們看見了可望化解上述難題的絕佳解方,即是代號為「 Genoa 」的第 4 代 AMD EPYC™ 處理器,它定名為 AMD EPYC™ 9004 系列處理器。該系列家族擁有十餘款處理器選項,有的以計算效能取勝,有的訴求低延遲,有的富含較多核心數,能幫助企業滿足持續擴大的工作負載需求範圍,同時充分顧及未來增強功能,在數位創新道路上全速前進。

藉由模組化方式,巧妙孕育不同處理器版本

究竟企業需要針對哪些工作負載,配置哪些不同的處理器架構?首先因應高效能運算( HPC )及雲端應用程式,適用高密度的處理器,以便為高度平行化的工作負載提供較多核心數。

其次針對一般常見的企業應用程式,須在處理器與 I/O 能力之間求取平衡。此外像是人工智慧( AI )、資料分析、結構化或非結構化資料應用程式,皆需依賴強大且快速的核心,以及加速的數學運算功能。至於網路基礎架構、資訊安全、邊緣應用服務,需講求成本最佳化,以便於在全球各地廣泛安全地部署。

前述不同需求,都可從 AMD EPYC™ 9004 系列處理器找到正解。具體來說,此系列處理器採用迥異於過往的命名邏輯,其名稱涵蓋四位數字外加一個尾綴英文字母,其中第二位數字表彰核心數、第三位數字表彰效能、尾綴英文字母表彰處理器特性。例如 9474F 、9374F 、9274F 或 9174F 夾帶的「 F 」,標榜高效能,它們的 Boost 頻率都超過 4GHz ;此外 9654 、9634 、9554 、9534 或 9454 標榜高核心數,其中 9654 擁有最多的 96 核心。

至於 9354 、9334 、9254 、9224 及 9124 ,前兩位數字小於 94 且不帶「 F 」後綴的五款產品,被定位在平衡運算表現/節能設計導向;如 32 核的 9334 、24 核的 9254 和 9224 、16 核的 9124 等處理器,可設定熱設計功耗( cTDP )都僅介於 200 到 240 瓦低水準 。最後是後綴帶 P 的產品,他們與不帶 P 的產品有相同的核心數、頻率、快取記憶體等規格,但是只能使用在單路伺服器中,同時提供更優惠的價格來吸引顧客使用能效更佳的單路解決方案。例如 9354P 和 9354 ,都提供 32 核心,3.25 GHz 的基礎頻率和 3.8GHz 的最高頻率,但是 9354P 的定價比 9354 便宜兩成。

難免有人好奇, AMD EPYC™ 9004 系列處理器何以能顧及這麼多的創新面向?關鍵在於「混合多晶片架構」,意指將“  Zen 4“處理器核心、I/O 功能拆分成不同晶片,各自取決適合的製程進行開發,讓彼此分頭精進,而非相互牽絆。例如以處理器核心而論,藉由模組化的組裝做法,使 AMD 能將處理器核心複合體視為一個創新單元,從而創造出不同版本,更完善地適應特定工作負載要求。比方說為了滿足想要充分運用每核心軟體授權的企業,設計一系列帶有更少核心、更高時脈的處理器;反之具備更多核心的處理器,可增加雲端環境的運算密度,便於業主利用每台伺服器託管更多虛擬機。

在 I/O 晶片部份,旨在實現許多一般需要仰賴外部晶片組的功能,其中蘊含的主要亮點包括內置 12 個 DDR5 記憶體控制器,數量較其他 x86 處理器多出 50 % ;單路配置中多達 128 條 PCIe Gen5 通道,雙路配置中則達 160 條;與前一代相較,AMD Infinity Fabric™ 連接速度提升 2 倍,使最大理論頻寬達到 512GB/s ,意謂從一個處理器到另一個處理器的遠端記憶體存取,幾乎能以記憶體速度來實現。

第 4 代 AMD EPYC™ 處理器蘊含 12 個處理器晶片、1 個 I/O 晶片;單顆處理器最多可提供 96 核心,締造運算密度的新高。

極致效能與能源效率,發揮以少抵多之價值

不可諱言,多數企業對於未來運算架構的最大期望,無非是以更低的金錢支出、更小的能源消耗來滿足算力需求,加速獲取更佳業務成果;為此我們不妨認真檢視各項量測數據,驗證 AMD EPYC™ 9004 系列處理器能否滿足此一核心價值。

首先以兩顆 96 核心 AMD EPYC™ 9654 處理器為基礎、支撐 500 台虛擬機運行,估計需動用 3 台伺服器;反觀若以兩顆 16 核心友商處理器來執行相同任務,則需部署 16 台伺服器,意謂在 AMD Genoa 助陣下,企業可降低 81 % 的伺服器購置台數 。其次若以兩顆 AMD EPYC™ 9654 處理器、兩顆 40 核心友商處理器做比較,前者整數效能為後者 3 倍 ,顯見 AMD Genoa 可幫助企業以一抵多,在同樣 CPU Cycle 內完成更高的雲端處理量。

接著拿搭載兩顆 AMD EPYC™ 9654 處理器的伺服器,與配置兩顆 40 核心友商處理器的伺服器相比,前者浮點效能高出 2.5 倍,代表 AMD Genoa 更擅長執行 HPC 任務。

另以 SPECpower_ssj 2008 工作負載為基準,以配備 AMD EPYC™ 9654 處理器的雙路伺服器,與配置 40 核心友商處理器的雙路伺服器進行 PK ,前者展現的每瓦效能為後者的 2 倍 。再以 1,500 台虛擬機為任務前提,估計需部署 8 台配備 AMD EPYC™ 9654 處理器的雙路伺服器,或是 47 台配備 16 核心友商處理器的雙路伺服器方可勝任,象徵累計三年下來,AMD Genoa 能協助企業減少約 516 MWh耗電量,相當於 234 噸碳排放量 。上述節碳節減碳成效,放諸於 ESG 聲量高漲的年代,可說至關重要。

總括而言,第 4 代 AMD EPYC™ 處理器的最大看點,便是讓用戶以更少的伺服器數量、更低的功率損耗,來實現相同運算成果,換言之,企業一旦擁抱 Genoa ,就能在以模擬伺服器數量計價的雲端虛擬化運算模式中,撙節更多的成本開銷,連帶降低碳排放量,順勢實現淨零碳排放目標,坐享多重效益。

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