AMD EPYC伺服器市佔率為什麼越來越高？AMD環義大利的神奇之旅

AMD CPU不但在消費端市場攻城略地，在伺服器領域，也越來越被廣大廠商採用。這不，前不久我們公司又部署了一批CI伺服器，CI指令碼大都工作良好，就兩臺虛擬機器編譯指令碼怎麼都執行不了。經過兩個禮拜的折騰，CI小哥已經快要放棄了，忽然想到，是不是這臺虛擬機器執行在AMD的EPYC上呢？結果一查，果然是。這就好辦了，更換了編譯庫，完美解決問題，編譯速度甚至更快了。

這也難怪，基於AMD EPYC的伺服器市佔率不斷提高：

從幾乎為0到超過10%的市佔率，發生了什麼？為什麼EPYC的伺服器市佔率越來越高呢？

AMD CPU涅槃重生之旅

逆轉發端於採用Zen核心的Naples（那不勒斯），也就是EPYC 7001。Naples，這是個義大利西南部城市，採用它作為code name的第一代EPYC伺服器CPU於2017釋出，從此涅槃重生，一段環遊義大利的神奇之旅就此展開：

來源：AnandTech

經歷了推土機架構的徹底失敗之後，揹負著“i3秒全家”沉重負擔的AMD臥薪嚐膽，推出了顛覆性架構Zen。Naples就是基於Zen的第一代EPYC伺服器CPU，儘管開始的路並不是十分順利，前一代Opteron伺服器CPU效能低下，留下了可怕的印象。但廣大伺服器廠商並不希望Intel一家壟斷全部市場，這給AMD留下了一絲機會。AMD能不能抓住它呢？

當時高效能計算和人工智慧興起，而算力的主要提供者是GPU，哪個主機板能夠插更多的GPU，哪個主機板就能提供更多算力。於此相應，需要大量記憶體。AMD敏感的抓住了這個強需求，推出Naples CPU：

Zen一代核心效能儘管有了跨越性的提高，但相比Intel當時CPU仍有些許不足；四Die的設計延遲增高，被人嘲笑為膠水伺服器CPU。儘管有這些缺憾，但正如AMD Naples宣傳海報突出的那樣，單CPU 64，雙CPU高達128 PCIe Lanes相較同時代的Intel 伺服器CPU Skylake SP，提高了三成GPU連線能力（128 vs 98 Gen3連線）；另一方面，記憶體通道從6個提高到8個，也同樣提高了三成記憶體連線能力。這些加上小Die帶來的成本優勢，AMD生生在細分市場中開始生長，並不斷開始侵蝕Intel的固有領地。

第二代EPYC，代號是另一個義大利城市：Rome，在2019年釋出。彼時，Zen 2在消費端市場上，效能已經得到很多使用者的認可。AMD更進一步，在Naples的基礎上引入更先進的Chiplet設計：

這種劃分IO Die和 CPU Die的方式放大了小Die的成本優勢。CPU Die這種計算Die，對製程比較敏感，可以用臺積電最新的製程生產；而IO Die對製程不敏感，可以用上一代製程，做的大一點。這種天才設計讓CPU內部組合超級靈活，而經過最佳化的Package封裝走線讓延遲的問題進一步改善。於此同時，作為賣點的更多PCIe（Gen 4）和記憶體通道得到了保留，而另一邊意識到問題的Intel卻受制於大Die的設計，無法在Die的Floor Plan中為放入更多的PCIe和記憶體控制器。Zen2的架構也進行了改善，加上臺積電7nm製程工藝，這些彌補了核心效能的差距。提高的效能 + 低價格 + 更多GPU + 更多記憶體，這些差異化特點，讓AMD EPYC伺服器CPU的市佔率開始爬坡。市佔率逐漸增加。

這裡要提一句，看Naples和Rome的介紹都說單Socket有128個PCIe Lanes，有的圖片卻說只有64個Lanes，怎麼回事呢？其實另外64個Lanes可以做Infinity Fabic，也可以作為PCIe。在雙路上就是Infinity Fabic，而單路上完全可以做PCIe link。這就讓基於Rome CPU的伺服器主機板，派生了一種典型用法，用一個EPYC 7002 CPU替換兩顆Intel 低端Xeon CPU，同時卻能提供更多的PCIe連線，並大大簡化了主機板設計和擁有低得多的成本。

環繞義大利的旅程，去年來到另一個城市，Milan（米蘭）。以它命名的第三代EPYC CPU封裝形式和第二代幾乎一樣：

Milan帶來的更多是核心Zen3 帶來的升級。

Zen3效能提高亮點

Zen3究竟做了哪些改動，讓單核心新能提高了19%？核心架構Zen 3相比Zen 2進行了很大提高：

改進的分支預測、更寬的浮點unit、更快的LOAD/STORE指令（每時鐘3次LOAD和2次STORE，比Zen2各增加一次）和更多的TLB Walker，這些改動都提高了Zen3的IPC。更重要的是，Zen3將分離的兩塊16MB L3 Cache合併成一塊32MB L3 Cache，讓Cache效能得到了極大提升：

架構的這些改進，輔以7nm+的工藝，AMD宣佈效能有19%的核心效能提升。加上Infinity Fabric的升級（16Gbps->18Gbps），讓Milan相比Rome效能進一步提高：

效能資料

那麼究竟代號Milan的EPYC 7003效能如何呢？知名網站AnandTech做過測評（參考資料1），大家可以參考。有意思的也加入了Ampere的雙路Altra處理器來參與比較，還有需要注意的是Intel參賽選手是基於14nm Cascade Lake的8280，而不是最新的10nm的Icelake，有些不太公平（可能是AnandTech沒有Icelake的平臺），而且Intel平臺只有6個Channel，導致記憶體少了三成。

這裡引用一些網站的評測結果：