分析AMD 7nm EPYC處理器，預測明年的Zen 2有多強
【PConline 雜談】昨天AMD在舊金山正式發布了全球首款基於7nm工藝的伺服器CPU——EPYC（霄龍）第二代，代號ROME（羅馬），裡面使用的正是Zen 2架構的核心。先簡單回顧一下目前市面上的銳龍處理器，Ryzen 1000系列是第一代銳龍，屬於Zen架構，如Ryzen 5 1600X、Ryzen 7 1800X；Ryzen 2000系屬於第二代銳龍，屬於Zen+架構，如Ryzen 5 2600X等，所以說第二代銳龍其實並不是Zen 2，真正的Zen 2首先被應用在EPYC上，據說2019年初的CES就會發布Zen 2的桌面級CPU。
本文主要想講的是明年我們可能可以見到的新銳龍CPU會是怎樣的，與Intel九代酷睿相比競爭力強不強。
先了解一下代號ROME的EPYC
昨天發布的EPYC可謂是搶盡了風頭，簡單地說一下它的重點：1、64核128線程，是市面上所有CPU之最；2、反超了Intel的7nm工藝，帶來多方面優勢；3、模塊化的核心設計使得堆砌難度降低、成本降低、良率高，好處多多。其實這3點互相之間也相互相成、密不可分，下面圍繞這幾個點來給大家介紹——
1、64核128線程，單路CPU足以打敗Intel伺服器Xeon雙路CPU
在昨天發布會的現場，AMD在現場展示了兩個平台之間的對比，一套為最新的EPYC處理器平台，單路64核128線程，對比的另一套為雙路Intel頂級的白金至強Xeon Platinum 8180M，渲染相同像素的畫面，EPYC渲染所需的時間更短，而且成本更低。但AMD並沒有公布EPYC的價格是多少，畢竟這屬於OEM產品，一般是直接成套方案購買，最終方案的定價還是品牌方說了算。但基於原有的2990WX、1950X等型號性價比的認知來看，AMD方案比Intel高性價比那是大家都知道的事情了。
所以說，對於線程數量敏感的伺服器級別應用來說，AMD自然優勢巨大。而且介面與第一代EPYC相同，兼容性相同，換U就能直接工作。目前已經有客戶在進行測試的階段，順利的話2019年上市。
回到Zen 2銳龍上，Intel i9-9900K目前之所以風生水起，也是因為升級了核心線程數，達到了8核16線程，而且頻率不低。但從EPYC ROME的發展方向來看，Zen 2架構的銳龍要繼續堆核的可能性幾乎是100%的，到時候Zen 2堆一堆核就上市，9900K可就得瑟不了太久了。
2、AMD率先使用7nm，領跑Intel（Intel的10nm一而再再而三的跳票了）
前面說到的種種牛逼，都離不開優良的7nm工藝的支持才能夠真正把設計的Zen 2架構落實。7nm由台積電代工，AMD的萬年女友代工廠格羅方德之前宣布暫時不跟進7nm工藝，所以順理成章地由靠譜程度高多了的台積電來收割了這波代工訂單。台積電的7nm工藝優勢很大，首先是單個DIE的面積能大幅度降低，看下圖——
上圖就是EPYC ROME的開蓋圖，可以看到裡面有四周8個相同的Die以及中間1個大DIE組成。四周的每個Die裡面其實就是一個Zen 2，共8核心，8個Die總共就是64核心了。中間的Die則是負責各種與輸入輸出相關的I/O通道，這個Die屬於14nm工藝生產，詢問了AMD的技術人員，說這裡面主要是模擬電路為主，即使換成了7nm，面積也不會減小很多，但成本會增加，性能變化也不大，所以用14nm來生產性價比是更高的。
其中值得讓我們驚訝的就是那8個Die的面積了，面積尺寸目測已經能縮減到與Intel幾年前的賽揚差不多了，這可是8個物理核心在裡面啊！這也是台積電工藝的牛逼之處，之前我們手機組的同事也分析過，升級成7nm的華為麒麟980面積也比10nm的麒麟970要小30%。這就意味著，如果Zen 2的銳龍上市，只要堆砌兩個這樣的Die，核心數隨便就能上16個了，綜合性能就算我不跑分，你們也能猜到肯定比9900K要強了吧。
採用了新的台積電7nm工藝後，不但面積變小、堆砌核心變得簡單，而且能做到單周期IPC性能提高；相同性能下，功耗下降50%；相同功耗下，性能提高25%。這也是衡量半導體工藝能力的重要指標，數據非常值得點贊。
3、Zen模塊化的核心設計使得堆砌難度降低、成本降低、良率高
良率是半導體生產線中最為重要的衡量指標之一，AMD這種模塊化設計的好處就是能讓超多核心處理器的良率提高，同一片晶圓，做少核心Die的良率和數量都是高於多核心Die的，這樣AMD只要確保晶圓能出來8核心的Die即可，做出成品之後再通過封裝組合讓它變成16核、24核、32核甚至64核即可。而有缺陷的核心則可以拿去屏蔽缺陷核心，做成6核心的銳龍處理器、4核心的處理器，這就能保證良率了。
而Intel那邊的工藝則是從設計開始就按大核心來進行，例如生產一個56核的Die，因為Die本身面積就大，碰到晶圓中的帶缺陷的硅陣列的幾率就高，而且單片晶圓能產的數量也少。萬一真碰到帶缺陷的硅的話，也只能屏蔽核心做成低一檔的型號了。這就導致了良率極低，生產與設計的難度也大。
所以綜合來看，AMD銳龍處理器無論是第一代還是第二代，性價比都遠高於Intel，而且能一直按照摩爾定律，過一段時間就小幅度降價給大家實惠，這就是AMD模塊化核心設計的優勢之處（例子：AMD 32核2990WX性能遠強於Intel 18核7980XE，但前者價格還更低），而Intel接下來如果還按這個套路來設計CPU的話，兩者之間的性價比差距只會越拉越大，在伺服器領域尤為明顯，這對於AMD爭奪高端CPU領域份額來說簡直是一把利刃。
新EPYC還支持PCIe 4.0，顯卡帶寬更大
PCIe 3.0規範已經用了許多年了，帶寬翻倍、供電能力更強的PCIe 4.0也已經面世了，率先支持PCIe 4.0的就是第二代EPYC，這對於支持更大帶寬的設計、支持更多的設備會更友好。
PCIe 4.0的理論帶寬是PCIe 3.0帶寬的2倍，這就意味著，如果提供相同的通道數量，支持PCIe 4.0的平台能提供更多的介面（例如以往一個M.2介面需要劃PCIe 3.0×4的通道，現在只需要PCIe 4.0×2即可實現相同的帶寬）。
綜上，無責任猜測下一代銳龍：
1、Zen 2架構的銳龍會出16核的型號用以對付酷睿i9（有可能叫Ryzen 9，不過名字倒是不算很重要），堆核心是一定會堆的，必有16核、可能有14核、12核，16核綜合性能打敗目前的酷睿i9-9900K不是問題。
2、對應的新主板可能會支持PCIe 4.0通道，原生支持更多介面，對用戶更友好，對高端顯卡支持更好。
3、多核頻率提升不會太多，單核頻率應該有機會BOOST得比較高，本次EPYC並沒有提及頻率，這也可能是台積電生產線的特點決定的，它過往生產高頻、高性能、高功耗晶元的經驗並不多。
4、很可能在2019年初就發布，第一季度內上市，屆時大家就能買到更多核心的高性能處理器了，而且價格會比Intel友好很多很多很多。
反正很看好下一代銳龍的綜合表現與定價，猜測也是有理有據的，坐等發布了。
