AMD EPYC服务器市占率为什么越来越高？AMD环意大利的神奇之旅

AMD CPU不但在消费端市场攻城略地，在服务器领域，也越来越被广大厂商采用。这不，前不久我们公司又部署了一批CI服务器，CI脚本大都工作良好，就两台虚拟机编译脚本怎么都运行不了。经过两个礼拜的折腾，CI小哥已经快要放弃了，忽然想到，是不是这台虚拟机运行在AMD的EPYC上呢？结果一查，果然是。这就好办了，更换了编译库，完美解决问题，编译速度甚至更快了。

这也难怪，基于AMD EPYC的服务器市占率不断提高：

从几乎为0到超过10%的市占率，发生了什么？为什么EPYC的服务器市占率越来越高呢？

AMD CPU涅槃重生之旅

逆转发端于采用Zen内核的Naples（那不勒斯），也就是EPYC 7001。Naples，这是个意大利西南部城市，采用它作为code name的第一代EPYC服务器CPU于2017发布，从此涅槃重生，一段环游意大利的神奇之旅就此展开：

经历了推土机架构的彻底失败之后，背负着“i3秒全家”沉重负担的AMD卧薪尝胆，推出了颠覆性架构Zen。Naples就是基于Zen的第一代EPYC服务器CPU，尽管开始的路并不是十分顺利，前一代Opteron服务器CPU效能低下，留下了可怕的印象。但广大服务器厂商并不希望Intel一家垄断全部市场，这给AMD留下了一丝机会。AMD能不能抓住它呢？

当时高性能计算和人工智能兴起，而算力的主要提供者是GPU，哪个主板能够插更多的GPU，哪个主板就能提供更多算力。于此相应，需要大量内存。AMD敏感的抓住了这个强需求，推出Naples CPU：

Zen一代核心性能尽管有了跨越性的提高，但相比Intel当时CPU仍有些许不足；四Die的设计延迟增高，被人嘲笑为胶水服务器CPU。尽管有这些缺憾，但正如AMD Naples宣传海报突出的那样，单CPU 64，双CPU高达128 PCIe Lanes相较同时代的Intel 服务器CPU Skylake SP，提高了三成GPU连接能力（128 vs 98 Gen3连接）；另一方面，内存通道从6个提高到8个，也同样提高了三成内存连接能力。这些加上小Die带来的成本优势，AMD生生在细分市场中开始生长，并不断开始侵蚀Intel的固有领地。

第二代EPYC，代号是另一个意大利城市：Rome，在2019年发布。彼时，Zen 2在消费端市场上，性能已经得到很多用户的认可。AMD更进一步，在Naples的基础上引入更先进的Chiplet设计：

这种划分IO Die和 CPU Die的方式放大了小Die的成本优势。CPU Die这种计算Die，对制程比较敏感，可以用台积电最新的制程生产；而IO Die对制程不敏感，可以用上一代制程，做的大一点。这种天才设计让CPU内部组合超级灵活，而经过优化的Package封装走线让延迟的问题进一步改善。于此同时，作为卖点的更多PCIe（Gen 4）和内存通道得到了保留，而另一边意识到问题的Intel却受制于大Die的设计，无法在Die的Floor Plan中为放入更多的PCIe和内存控制器。Zen2的架构也进行了改善，加上台积电7nm制程工艺，这些弥补了核心性能的差距。提高的性能 + 低价格 + 更多GPU + 更多内存，这些差异化特点，让AMD EPYC服务器CPU的市占率开始爬坡。市占率逐渐增加。

这里要提一句，看Naples和Rome的介绍都说单Socket有128个PCIe Lanes，有的图片却说只有64个Lanes，怎么回事呢？其实另外64个Lanes可以做Infinity Fabic，也可以作为PCIe。在双路上就是Infinity Fabic，而单路上完全可以做PCIe link。这就让基于Rome CPU的服务器主板，派生了一种典型用法，用一个EPYC 7002 CPU替换两颗Intel 低端Xeon CPU，同时却能提供更多的PCIe连接，并大大简化了主板设计和拥有低得多的成本。

环绕意大利的旅程，去年来到另一个城市，Milan（米兰）。以它命名的第三代EPYC CPU封装形式和第二代几乎一样：

Milan带来的更多是内核Zen3 带来的升级。

Zen3性能提高亮点

Zen3究竟做了哪些改动，让单核心新能提高了19%？内核架构Zen 3相比Zen 2进行了很大提高：

改进的分支预测、更宽的浮点unit、更快的LOAD/STORE指令（每时钟3次LOAD和2次STORE，比Zen2各增加一次）和更多的TLB Walker，这些改动都提高了Zen3的IPC。更重要的是，Zen3将分离的两块16MB L3 Cache合并成一块32MB L3 Cache，让Cache性能得到了极大提升：

架构的这些改进， 辅以7nm+的工艺，AMD宣布性能有19%的核心性能提升。加上Infinity Fabric的升级（16Gbps->18Gbps），让Milan相比Rome性能进一步提高：

那么究竟代号Milan的EPYC 7003性能如何呢？知名网站AnandTech做过测评（参考资料1），大家可以参考。有意思的也加入了Ampere的双路Altra处理器来参与比较，还有需要注意的是Intel参赛选手是基于14nm Cascade Lake的8280，而不是最新的10nm的Icelake，有些不太公平（可能是AnandTech没有Icelake的平台），而且Intel平台只有6个Channel，导致内存少了三成。

这里引用一些网站的评测结果：

可以看到EPYC 7003 CPU的成绩是碾压性的，其他单核和浮点测试等等数据大家感兴趣可以直接阅读参考资料1。据AnandTech评测，Milan的单核性能提高幅度在20%到25%，达到了AMD的宣称值。这里要大家注意一下Ampere的Altra，ARM服务器性能也十分突出。

AMD的神奇之旅的故事不但没有减慢，还在加速。这不，AMD这次不是来到一个地方，而是两个地方，分别是热那亚 (Genoa)和贝加莫（Bergamo)。Genoa有96个Zen 4的内核

而Bergamo是专门为了云厂商（CSP）优化过的，含有128个 Zen 4c内核

这个‘c’的意思是Cloud，凸显了云厂商的牛逼地位。两者都是基于5nm的工艺，并支持现在堪称高性能计算的标配的PCIe Gen5和DDR5。同时AMD更新了路线图：

Genoa和Bergamo将在2022年正式产品面世，到时候将和Intel 10nm服务器第二代Sapphire Rapids正面对抗。两者ecosystem的小伙伴们都已经忙碌了起来，2022年，注定又是一个不平凡的一年！

AMD YES!

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参考资料：

[1] : Anandtech 资料：https://www.anandtech.com/show/16529/amd-epyc-milan-review/6