AMD EPYC de cuarta generación, el chiplet sube de nivel gracias a la especialización

La presentación de los procesadores AMD EPYC de cuarta generación fue, sin duda, uno de los momentos más importantes para el gigante de Sunnyvale en 2022, quien puede presumir de haber conseguido una evolución tan enorme, y en todos los niveles, que consiguió llamar la atención de los grandes jugadores del sector servidores. Uno de los mejores ejemplos lo tenemos en los servidores HPE ProLiant Gen11, que se han convertido en todo un referente dentro del sector, y que han sido diseñados para cubrir de forma óptima las necesidades de cualquier perfil de usuario.

Sé lo que estás pensando, que al final estamos ante más de lo mismo, y que la potencia bruta ha acabado por convertirse en el pilar central dentro del sector de procesadores de alto rendimiento para servidores y centros de datos. No te falta razón, y es que al final AMD también ha conseguido dar un salto enorme en rendimiento bruto con esta generación, pero esta no ha sido la única novedad importante, hay mucho más.

Con los procesadores AMD EPYC de cuarta generación la compañía que dirige Lisa Su ha introducido mejoras muy importantes tanto a nivel de seguridad como de eficiencia, de densidad de núcleos por socket y de escalado. Todo esto ha permitido dar un salto de gigante que, obviamente, va más allá del simple rendimiento bruto en monohilo y multihilo.

En efecto, no solo tenemos más potencia y más hilos, esta es una generación realmente innovadora que se ha convertido, gracias a esos avances conjuntos, en una línea de procesadores verdaderamente rompedora que ha marcado un punto de inflexión en el sector, y que ha catapultado a AMD a lo más alto en un mercado muy competitivo donde solo hay espacio para los mejores.

AMD EPYC Genoa: la base de los HPE ProLiant Gen11

Los procesadores AMD EPYC Genoa se convirtieron, desde el momento de su presentación, en los más avanzados dentro del sector servidores. Con esta nueva generación de CPUs en AMD alcanzaron unos hitos muy importantes que debemos tener muy claros, y que están directamente relacionados con esas mejoras que os he comentado de forma genérica en los párrafos anteriores. Estos son lo más importantes:

Fueron los primeros en utilizar el nodo de 5 nm en el chiplet CPU y el nodo de 6 nm en el chiplet I/O. Esto redujo el tamaño del transistor, lo que permitió no solo mejorar la relación de eficiencia y rendimiento, sino que además hizo posible elevar el número máximo de núcleos e hilos.
Como ya os he adelantado en el punto anterior, el número máximo de núcleos e hilos pasó de 64 y 128 a 96 y 192, una mejora impresionante ya que estamos hablando de 32 núcleos y 64 hilos más por procesador, lo que se traduciría en 64 núcleos y 128 hilos más en configuraciones de doble socket.
AMD mejoró en gran medida el subsistema I/O, y en sentido amplio. Los procesadores EPYC Genoa ofrecen hasta 160 líneas PCIe Gen5, soportan configuraciones de memoria de 12 canales, lo que permite aumentar en gran medida el bus del subsistema de memoria RAM, y es compatible con el estándar CXL.
Avances importantes en computación segura, gracias a novedades como el cifrado directo de memoria CXL, virtualización segura cifrada, X2APIC virtualizada, protección contra ataques SMT y el arranque seguro por hardware.
Importante aumento del rendimiento frente a la generación anterior, con un incremento del IPC de hasta un 14% (más rendimiento por núcleo trabajando a la misma frecuencia), mayor rendimiento en multihilo gracias al salto a configuraciones de hasta 96 núcleos y 192 hilos, soporte de hasta 6 TB de memoria DDR5 por socket, eficiencia mejorada y mayor densidad de núcleos por servidor.

Sin embargo, el esfuerzo y la apuesta por la innovación de AMD no se ha quedado en los EPYC Genoa, ya que este mismo año la compañía de Sunnyvale ha presentado dos variantes muy importantes que suponen una clara apuesta por la especialización, los EPYC 9X74 Bergamo basados en Zen 4c y los EPYC Genoa-X.

Los primeros utilizan una arquitectura que ha puesto en evidencia, una vez más, tanto la maestría de AMD trabajando con chiplets como el potencial y las posibilidades de estos, y ha permitido alcanzar una densidad de núcleos por socket enorme, tanto que hasta hace unos meses nos habría parecido imposible. Los segundos utiliza la revolucionaria técnica de apilado de caché L3 en 3D para potenciar el rendimiento en aplicaciones que dependen de este tipo de memoria.

AMD EPYC Bergamo: multihilo extremo gracias a Zen 4c

Esta nueva línea de procesadores de alto rendimiento para servidores se conoce como EPYC Bergamo, y rompe el equilibrio de los AMD EPYC Genoa para priorizar el número total de núcleos e hilos. Para entender mejor las diferencias que existen entre ambos es importante profundizar en la base de ambos, el chiplet.

El chiplet que se utiliza en los procesadores EPYC Genoa tiene ocho núcleos y dieciséis hilos basados en la arquitectura Zen 4, y cuenta con 1 MB de caché L2 por núcleo y 32 MB de caché L3 accesibles por esos ocho núcleos. Con este diseño, AMD fue capaz de crear procesadores con un máximo de 96 núcleos y 192 hilos.

Pues bien, en EPYC Bergamo se utiliza un chiplet que está basado en la arquitectura Zen 4c. Este chiplet mantiene el mismo IPC y la configuración de ocho núcleos y dieciséis hilos con 1 MB de caché L2, pero reduce la cantidad de caché L3 a 16 MB accesibles por esos ocho núcleos. Esto quiere decir que tenemos la mitad de caché L3.

Al reducir la caché L3 a la mitad el tamaño del chiplet baja considerablemente, y esto ha permitido a AMD aprovechar el espacio que ha quedado libre para crear procesadores de hasta 128 núcleos y 256 hilos. Estos procesadores dan lo mejor de sí en entornos y cargas donde se requiere la mayor capacidad de paralelización posible, y donde la caché L3 tiene un peso menor.

En ese tipo de escenarios un AMD EPYC Bergamo de 128 núcleos y 256 hilos puede llegar a superar en más del doble a un procesador Intel Xeon Platinum 8490H, que tiene 60 núcleos y 120 hilos, y cuyo precio supera los 17.000 euros. En la gráfica adjunta encontraréis algunos datos de rendimiento que son muy claros.

Es importante tener claro que la arquitectura Zen 4c no implica ningún sacrificio frente a Zen 4. AMD ha mantenido el soporte de configuraciones de memoria DDR5 en doce canales, así como las tecnologías de computación segura, las 160 líneas PCIe Gen5, la compatibilidad con CXL y utiliza también el socket SP5.

AMD EPYC Genoa-X: impulsado el monohilo gracias a la caché 3D

La otra gran apuesta por la especialización llegó con los EPYC Genoa-X, una línea de procesadores que ha mantenido todas las claves de la arquitectura Zen 4, lo que significa que están configurados con hasta 96 núcleos y 192 hilos, y utilizan el proceso de apilado de caché L3 en 3D de AMD para alcanzar un nuevo hito en cantidad total de caché L3 por socket dentro del sector de procesadores para servidores y centros de datos.

Un procesador AMD EPYC Genoa de 96 núcleos y 192 hilos tiene 32 MB de caché L3 por chiplet, lo que se traduce en un total de 384 MB de caché L3. Los procesadores EPYC Genoa-X de 96 núcleos y 192 hilos tienen un chip apilado sobre cada chiplet que añade 64 MB de caché L3, lo que quiere decir que estos suman un total de 1.152 MB de caché L3, es decir, tienen el triple de memoria caché L3.

Con una configuración de doble socket tendríamos un total de 2.304 MB de caché L3, o lo que es lo mismo, 2,3 GB de caché L3, una cifra impresionante que habría sido imposible alcanzar sin la tecnología de apilado en 3D de AMD, ya que el espacio necesario para integrar esa enorme cantidad de caché L3 en 2D, o en 2,5D, haría que el diseño fuese inviable.

Gracias a esa enorme cantidad de memoria caché L3 los procesadores AMD EPYC Genoa-X pueden aumentar considerablemente el rendimiento en determinadas cargas de trabajo, y como podemos ver en los datos de rendimiento que compartió Altair Radioss puede doblar el rendimiento de los Intel Xeon Platinum 8480+ de 56 núcleos. También superan claramente a los Intel Xeon Platinum 8490H, como podemos ver en la segunda gráfica.

¿Más hilos o más rendimiento por hilo?

¿Y por qué no ambas? AMD ha demostrado con los nuevos EPYC de cuarta generación que sus procesadores para servidores y centros de datos pueden ofrecer la potencia, la versatilidad y flexibilidad necesarias para afrontar cualquier carga de trabajo. AMD ha puesto estos valores a disposición de sus principales socios y clientes, y los servidores HPE ProLiant Gen11 han sido de los primeros en abrazarlos.

Echando un vistazo en la web oficial podemos encontrar varias opciones que pueden cubrir las necesidades de cualquier usuario, ya que tenemos servidores con factor de forma 1U y 2U en configuraciones de uno y dos sockets SP5. Si elegimos una configuración con dos sockets tendremos la posibilidad de montar dos procesadores en un servidor, lo que significa que podríamos alcanzar un máximo teórico de 256 núcleos y 512 hilos.

Los nuevos AMD EPYC de cuarta generación ofrecen un valor muy bueno en relación precio-rendimiento, y también en términos de consumo, espacio y coste de propiedad. No debemos olvidarnos de otro punto importante, y es que se adaptan mejor a las necesidades particulares de cualquier empresa, gracias a esa división en tres gramas a la que hemos hecho referencia: EPYC Genoa, EPYC Bergamo y EPYC Genoa-X.

Está claro que todas las mejoras y los avances que ha conseguido AMD con los EPYC de cuarta generación son muy importantes, y muy interesantes. Si os habéis quedado con ganas de más podéis profundizar sobre ellas siguiendo este enlace donde encontraréis un eBook muy interesante que podréis descargar totalmente gratis. También podréis conseguirlo directamente rellenando el formulario que encontraréis justo debajo de estas líneas.

La entrada AMD EPYC de cuarta generación, el chiplet sube de nivel gracias a la especialización se publicó primero en MuyComputer.