近期著名芯片厂商AMD公布了其了未来几年产品开发计划,在其开发里程图里预计将会出了一系列新的CPU和GPU。本文虫虫带大家一起展望一下。
GPU产品——Radeon Instinct MI60和MI50
在GPU方面有两个面向数据中心的新GPU产品:Radeon Instinct MI60和MI50。Radeon Instinct系列产品基于Vega架构并使用TSMC的7nm工艺,用途主要针对图像计算、机器学习,高性能计算和应用程序渲染。
MI60将配备32GB的ECC HBM2(第二代高带宽内存),MI50则为16GB,两者的内存带宽均高达1TB/s。 ECC还用于保护GPU内部的所有内部存储器。他们都支持PCIe 4.0(传输速率是PCIe 3.0的两倍),使用AMD Infinity Fabric直接连接GPU到GPU,为多4个GPU之间提供高达200GB/s的带宽(是PCIe4的三倍)。
新产品都支持各种数据类型的计算,提供对神经网络和机器学习优化设计,有半精度16位浮点和4位和8位整数支持;对于HPC工作负载,有单(32位)和双(64位)精度浮点。
AMD声称MI60将是速度最快的双精度加速器,最高可达7.4T FLOPS。MI50则是6.7T FLOPS。
系列产品内置支持还虚拟化技术,允许在多个虚拟机之间安全地共享一个GPU。为了云计算提供原生的GPU加速。
MI60预计今年年底前交付给数据中心用户; MI50也会在明年即将推出。
CPU产品
在CPU方面,AMD即将推出的Zen 2架构。一代Zen架构的目标是让AMD至少与英特尔提供的产品竞争,但是提供更具性价比。 Zen 2则声称要承诺优于英特尔产品。
台积电7nm工艺
Zen 2将采用台积电7nm工艺,其晶体管密度是原始Zen 14nm工艺的两倍。对在同性能条件下,功率可降低约50%,或者相反,在相同的功耗下,性能提高约25%。台积电的14纳米和12纳米工艺在单位瓦特性能方面落后于英特尔的14纳米工艺,但是在对于7纳米工艺上,台积电则全面超越英特尔。
Zen 2还将解决Zen一代的一些问题。比如,一代Zen使用128位数据链路来处理256位AVX2操作,每个操作要分成两部分按顺序处理。在使用AVX2的工作负载中,英特尔提供了原生的256位实现,具有巨大的优势。Zen 2将浮点执行单元和数据链路也加大到256位,使可用带宽加倍,并大大提高了执行性能。对于整数计算,分支预测和预取已经更加准确并且还加大了缓存。
安全方面,Zen 2还将提供针对Spectre攻击的某些变体提供改进的硬件保护。
全新多核架构
在架构方面一代Zen使用了多芯片模块设计。芯片使用一个、两个或四个模具(对应Ryzen,第一代Threadripper和Epyc/第二代Threadripper)打包组合到一起。每个芯片有两个核心复合体(四个核心的块),两个内存控制器,一些Infinity Fabric链接(用于芯片之间的连接)和一些PCIe通道。这使得AMD可以直接从单芯片,8核/16线程Ryzen扩展到32核/64线程Epyc。一代Zen多核架构图如下:
Zen 2采用了一种截然不同的方法,尽管仍采用多芯片设计。新设计不是让每个芯片都包含CPU,内存控制器和I/O,而是分离不同的角色。将有一个14nm I/O芯片,8个内存控制器,8个Infinity Fabric端口和PCIe通道,然后是许多仅包含CPU和Infinity Fabric的7nm"小芯片"。这种新方法可以弥补一代Zen上一些更尴尬的问题。例如,当一个Zen裸片上的核心必须使用来自另一个裸片的内存时,存在明显的延迟。而Zen 2设计则可以大大减少内存延迟。下面是Zen多核心架构图:
AMD表示Zen 2现已开始提供样品,处理器将于上市。Zen 3使用7nm工艺的增强版,正按预期开发,可能在登陆。Zen 4会使用更先进的工艺,目前正处于设计阶段。