AMD全球首發7nm CPU/GPU，一舉超越英特爾和英偉達？

雷鋒網消息，繼全球首款7nm手機處理器之後，同樣基於台積電7nm製程的CPU和GPU產品也正式發布。11月7日，AMD在美國舊金山的Next Horizon會議上發布了全球第一款7nm 代號「Rome」(羅馬)的第二代EPYC霄龍CPU處理器以及Radeon Instinct MI60/MI50的GPU計算卡。

7nm Rome(羅馬)第二代EPYC霄龍處理器

首發7nm CPU和GPU

AMD代號為Rome的第二代EPYC霄龍處理器基於Zen2架構，Rome EPYC採用特殊設計的架構，每顆處理器有8個CPU 裸片，每個裸片內集成8個物理核心，共64個。同時為了更好地協調如此眾多CPU核心的協同工作，還專門設計了一個I/O裸片，放置在中央位置，專門負責輸入輸出控制，不過I/O裸片用14nm工藝製造。Rome處理器有8通道DDR4內存控制器，每個插槽支持最高4TB DRAM。

Rome EPYC也是第一個支持PCIE 4.0技術的伺服器級CPU，支持128個PCIe 4.0，帶寬通道數翻番，可提升加速器性能，搭配同樣支持PCIE 4.0技術的全新加速卡Radeon Instinct MI60，AMD表示可以帶來前所未有的加速性能。當然，Rome EPYC也是全球第一款採用7nm工藝的數據中心處理器。目前Rome EPYC更詳細的參數暫未公布，AMD預測Rome EPYC性能將因核心數量的增加而翻倍，浮點性能也將因為IPC架構的改進和核心數量的增加兩倍。

兼容性方面，Rome EPYC與現有的Naples，以及下一代的Milan都將保持兼容，這可以簡化基於AMD處理器的伺服器開發，也能讓伺服器公司把現有的設計用在未來的伺服器當中。進度方面，AMD正在向伺服器製造商提供Rome EPYC樣品，計劃在2019年推出產品，但具體時間尚未公布。亞馬遜AWS計算副總裁Matt Garman表示，基於AMD霄龍晶元的R5和M5實例產品今天就可使用，T3實例將在未來幾周上線，並重點強調了幫助客戶運行最常見應用程序時節省成本的特點。

GPU方面，AMD在今年Computex 2018上公布了7nm Radeon Vega GPU，雷鋒網《AMD搶先推全球首款7nm GPU，但能否按時出貨？》有詳細介紹，不過第一款正式發布的7nm GPU產品並不是Radeon RX遊戲顯卡，而是Radeon Instinct計算卡。AMD同時發布了Radeon Instinct MI60/MI50，均基於7nm工藝的Vega架構，得益於7nm工藝，Radeon Instinct計算卡集成132億個晶體管，比目前14nm Vega 的125億個晶體管增加了6.4％，核心面積為331平方毫米，比現在的484平方毫米縮小了31.6％。據稱，在同等功耗下，新核心性能提升超過25％，同等頻率下新核心功耗降低50％。

Radeon Instinct顯存搭配最多32GB HBM2，帶寬達1TB/s，內建ECC糾錯。同樣，7nm Vega也是世界首個支持PCIE 4.0技術的GPU，雙向帶寬64GB/s，藉助帶寬高達100GB/s的Infinity Fabric系統匯流排，支持4路GPU並行，雙路性能提升99％，4路比單路提升298％，8路比單路提升664％。

AMD 7nm Radeon Instinct 計算卡

在加速功能上，7nm Vega計算卡在幾個關鍵領域與Vega10有所不同，7nm Vega支持半速率雙精度，同時支持新的低精度數據類型。具體看，MI60 FP64雙精度浮點最高為7.4TFlops，FP32單精度最高為14.7TFlops，INT整數最高為118Tops，相比於同樣Vega 10核心的MI25專業性能提升8.8倍。

還有值得注意的是，新的GPU還包括一對片外Infinity Fabric鏈路，允許Radeon Instinct卡通過相干鏈路直接相互連接。由於每個GPU只有2個鏈接，因此AMD的拓撲選項僅限於環上的變化，這意味著4路配置的GPU不能全部直接相互通信。另外，AMD仍堅持使用PCIe卡，沒有像NVIDIA一樣的定製夾層式卡，所以這些卡需要通過頂部的橋接器連接。

為彌補AMD在軟體方面的不足，AMD宣布了開源計算平台ROCm 2.0，並繼續承諾完全開源。進度上，Radeon Instinct MI50將於今年第四季度上市，MI60將在明年一季度上市。

7nm的勝利？

7nm無疑成為了業界關注的焦點，不過AMD總裁兼首席執行官蘇姿豐博士（Lisa Su）此前已經多次談到AMD的7nm進展。在此次Next Horizon會議上，AMD CTO Mark Papermaster表示，AMD在7nm上豪賭了一把，首先是相信能把7nm做出來，其次是認為7nm將成為產業關鍵節點，並持續很長一段時間。AMD最初的目標是用自己的7nm和英特爾10nm競爭，至少打成平手，但沒想到AMD先做出了7nm，並將成為在新節點上最先推出產品的公司。

除了已經公布7nm架構和產品，AMD還表示明年銳龍、霄龍將全線轉向7nm工藝的Zen2架構，接下來將是7nm+升級版工藝的新架構Zen3。不止於此，AMD還首次披露Zen4架構正在設計中。Papermaster也強調了AMD路線圖的重要性以及實現路線圖的能力和決心，他表示Zen2架構晶元正在流片，Zen3預計在2020年使用7nm+製程，Zen4開發已接近尾聲。Zen4是否有機會用上5nm？

一舉超越英特爾和英偉達？

在Next Horizon會議上發布7nm EPYC的時候，AMD用一顆Rome EPYC（64核心）與兩顆Skylake Xeon 8180M（56核心）同時渲染1080p/QuadHD/4K圖像對比，結果成績分別是28.1秒和30.2秒，AMD更勝一籌。GPU方面，AMD擁有GPU最快配置的1TB/S全內存帶寬，甚至超過NVIDIA旗艦產品GV100 GPU。這是否意味著AMD憑藉著7nm一舉超越了英特爾和英偉達？

雷鋒網在《AMD的7nm處理器樣品出鍋了，不過似乎對Intel威脅不大》一文中已經提到，國外論壇HardOCP上的一位壇友mockingbird爆料稱RTG（Radeon Technology Group）已經收到首款Zen 2架構7nm處理器的樣品，但測試樣品的基礎/睿頻頻率是4.0/4.5GHz，要比目前Ryzen 7 2700X（3.7/4.1GHz）高一些，但與英特爾8700K 4.7GHz的睿頻頻率有差距，更不及未來9800K/9900K的5GHz。雖然AMD未來還有繼續打磨提高頻率的空間，但從初代Ryzen測試樣品與正式發售產品的頻率對比來看，提升空間應該不大。

另外，硬體以及7nm並不就意味著處理器的成功，指令集也十分關鍵。據了解，AMD先有了SSE5指令集，然後英特爾推出了AVX指令集，接著AMD又效仿AVX，但保留SSE5中的FMA4、CVT16和XOP指令；然後英特爾效仿AMD加入CVT16，但改名為F16C，隨後又加入FMA4簡化後的FMA3和AVX2.0指令；AMD只得跟風，加入FMA3，承認F16C，將來還要加入AVX2.0。可以看到AMD在指令集方面的競爭非常激烈。

至於GPU領域，從AMD首發的7nm計算卡可以看出其非常重視伺服器市場，不過在這一市場英偉達GPU擁有絕對的優勢，與在CPU領域與英特爾的競爭一樣，英偉達的領先使其有能力從架構以及指令集等方面佔據優勢，一旦使用了7nm工藝，AMD在部分性能方面的優勢能保持多久就不得而知。我們也可以從架構上看，英偉達在今年八月放出了號稱12年來的最大招圖靈（Turing）架構，但圖靈架構的RTX2080 GPU也繼承了很多Fermi架構的東西，這意味著AMD也不太可能完全放棄GCN架構設計新的架構，並且此前AMD的研發中心都放在Zen架構上，GPU的改進乏力，基於目前的情況看，AMD能夠憑藉新的工藝就實現對英偉達的反超？

雷鋒網認為，AMD作為在高性能計算領域同時具有CPU和GPU產品的公司十分難得，不過可惜的是在CPU領域難以超越英特爾，在GPU領域難以超越英偉達，這其中有技術的因素，也有商業方面的原因。當然對於消費者和雲廠商而言，只有競爭才會帶來更好的產品，因此對於AMD的7nm CPU和GPU我們依舊保持期待。

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