那不勒斯到罗马：新型AMD EPYC CPU

8月7日，第二代AMD EPYC™产品线在全球推出。 新处理器基于Zen 2微架构，并基于7纳米工艺构建。

特色功能

民间智慧读到：“他们受到衣服的欢迎，受到心灵的陪伴。” 因此，我们将从新一代的“衣服”开始。 处理器的标记发生了细微的变化：表示代的第四位从1变为2 。 和前面一样，第一个数字表示序列，第二个和第三个数字表示模型。 AMD尚未放弃带有P索引的处理器，该索引不支持多插槽系统。

第二代继承了第一代的SP3插槽，而没有进行任何更改，从而允许在不更新主板的情况下使用新处理器，但这将无法充分发挥它们的潜力。 使用支持3200 MHz的DDR4内存的新主板可以实现完整的性能。

处理器的“填充”功能已超出了人们的认识范围：技术过程发生了变化，应用了新的Zen 2微体系结构，并出现了新的高速存储控制器。

性能表现

向7纳米制程的过渡导致晶体的致密化，核心数量增加到64个 ，是第一代的两倍。 第二代处理器的基本频率在2.00至2.90 GHz的范围内。 为了进行比较，第一代的基数不超过2.30 GHz 。 内核数量和处理器基本频率的增加导致预算版本的散热量增加至120 瓦 ，顶级版本的散热量增加至225瓦 。

流程改进不是唯一的创新。 一种称为Zen 2的新微体系结构有助于改善处理器规格。 改进旨在与缓存交互：与L1的数据交换速度增加了一倍，提高了缓存之间的数据传输速度，增加了L3缓存的大小。

该表的详细规格列在表中。
Rome在使用外部设备方面取得了进步：第一次，可以使用外部x2APIC中断控制器 ，并且还支持DDR4-3200和128-PCIe通道 。 新一代处理器包括对虚拟IOMMU技术的支持，虚拟机可通过该技术直接访问物理外围设备。

容量的增加和虚拟化条件的改善导致同时运行的应用程序数量增加。 应用程序使用需要加强保护的机密数据。

安全性

在更新的处理器系列中，安全性问题不是最后的问题。 在系统内部，处理器安装在基于ARM®Cortex®A5的称为AMD安全处理器的芯片上，该芯片存储密钥并使用AES-128算法对RAM的内容进行加密。

AMD安全处理器提供两种类型的内存加密（这些方法需要操作系统支持）：

• SME （安全存储器加密）；
  
  SME使用单个密钥加密内存，并防止物理攻击（例如冷启动攻击）。 使用这种类型的加密不需要更改用户应用程序：操作系统会标记需要加密的内存页面。
  
• SEV （安全加密虚拟化）。
  
  SEV旨在在使用虚拟机（VM）时提供安全性。 系统管理程序和每个VM使用的内存使用其自己的密钥进行加密。 这种方法通过密码将虚拟机管理程序和VM相互隔离。
  

测试服务器

既然知道了新颖性的理论，我们将进行实际测试。 AMD EPYC™7452将成为第二代产品的代表，AMD EPYC™7551被选为第一代产品的对手，来自“蓝色”阵营的对手是英特尔®至强®金牌5218作为两路系统的一部分。 这些系统的选择因其技术特性的相似性而合理。

在测试中，处理器处于平等地位：相同的内存，相同的驱动器和具有相同设置的相同操作系统。

为了获得最佳性能，必须启用处理器内存控制器的所有通道。 英特尔®处理器具有六个通道，而AMD处理器具有八个通道。 由于存在这种差异，很难创建相同的条件，因此找到了一个折衷方案：配备AMD处理器的系统具有8个每个16 GB的模块，而配备英特尔®至强®的双插槽系统具有12个8 GB的模块。 所有RAM模块的工作频率为2666 MHz 。

操作系统（OS）托管在SSD上，以减少磁盘子系统对测试的影响。 所有测试均在CentOS版本7上进行。

测验

测试应该尽可能客观，尤其是因为我们正在谈论比较英特尔®处理器和AMD。 因此，我们不会使用优化的编译器来构建作为源代码提供的测试。

GeekBench 4

GeekBench是一种流行的跨平台处理器性能测试，带有其自己的在线结果数据库 。 测试以现成的可执行文件的形式提供，这就是为什么未提供针对特定处理器的优化的原因。

对于我们来说，GeekBench组的常规指标很重要：

• 加密分数；
• 整数分数；
• 浮点分数；
• 记忆分数。

指示的测试组以两种模式启动：在单个线程中以及在所有内核上同时执行时。 根据结果​​，GeekBench给出了最终评分： 单核成绩和多核成绩 。


主要的挑战是AMD EPYC™7452和Intel®Xeon®Gold 5218之间的竞争，而第一代EPYC™在所有测试中均次于第二代。

考虑单线程测试。 在使用加密任务和内存时，Rome显示出极好的结果，但在执行整数计算时却失去了。 结果，第二代EPYC™获得了4893分，并成为单核提名的获胜者。 第二和第三名分别是第一代至强和EPYC，分别获得4695和3981分。


在多线程测试中，功率平衡发生了显着变化。 EPYC™7452在计算方面做得很好，但是在加密任务和内存使用方面却处于失地，这并不能阻止其在多核提名中以96009分的优势成为领导者。

SPEC CPU 2017

SPEC CPU 2017是处理器制造商认可的一组性能测试。 该测试集以源代码的形式分发，使您可以针对特定操作系统上的特定设备对其进行优化。

SPEC CPU包含四个测试套件：

• int_rate;
• int_speed;
• fp_rate;
• fp_speed。

测试名称的第一部分确定处理器上的计算类型：整数（int）或大于浮点数（fp）。 第二部分确定测试的类型：单核（速率）或多核（速度）。

我们进行了所有四个测试套件。 使用GNU 4.8.5编译器套件在第三级优化中编译测试。 多核测试以64个线程运行，单核测试以32个副本运行。


使用优化进行编译的测试显示与GeekBench不一致的结果。 在intspeed之外的所有测试中，第二代AMD EPYC™均优于采用Intel®处理器的双路系统，但利润率明显低于GeekBench。

Phoronix测试套件

Phoronix测试套件 （PTS）-使您能够从用户性能测试的大型数据库中运行测试的软件。 该解决方案使您可以在多个实验服务器上自动运行所需的测试，同时在主服务器上汇总结果。

我们已经开发出一套21种测试，包括：

• 缓存带宽测试（CacheBench）；
• 测试RAM的带宽（RAMspeed，Stream，MBW）；
• 密码任务解决方案（Botan，OpenSSL，开膛手约翰）
• 使用射线跟踪（C射线，POV射线，Smallpt）进行图像渲染；
• 负载下的NGINX服务器的仿真；
• 音频/视频转换。

	磐正7452	磐正7551	2个Xeon 5218
RAMspeed SMP-类型：添加-基准测试：整数	32476.9	26531.49	28942.2
RAMspeed SMP-类型：复制-基准测试：整数	30325.76	23419.86	27165.75
RAMspeed SMP-类型：比例-基准：整数	30429,76	22011.08	28629.12
RAMspeed SMP-类型：Triad-基准：整数	31482.6	18208.58	28299.14
RAMspeed SMP-类型：平均值-基准：整数	31060.8	31745.71	28432.31
RAMspeed SMP-类型：添加-基准测试：浮点	32434.26	37939.5	28445.26
RAMspeed SMP-类型：复制-基准测试：浮点	30386.99	35209.97	27119.9
RAMspeed SMP-类型：比例-基准：浮点	30,097.11	30509.05	26508.4
RAMspeed SMP-类型：Triad-基准：浮点	32473.04	38458.6	28385.89
RAMspeed SMP-类型：平均值-基准：浮点	31295.5	34393.3	27,637.44
流-类型：复制	107,192.8	110,996.94	126,257.4
流-类型：比例	72,434.42	87,300.88	105633.7
流-类型：三合会	77729,72	97735.96	115100.86
流-类型：添加	77021.16	97,204.36	114907.6
MBW-测试：内存复制-阵列大小：8192 MiB	16888.52	12,402.32	4845.29
MBW-测试：内存复制，固定块大小-阵列大小：8192 MiB	10752.12	7410.17	2982.56
CacheBench-测试：读取	2312.41	2079.62	3286,28
CacheBench-测试：写入	24357.4	20329.21	27520.75
CacheBench-测试：读取/修改/写入	24920.3	21,598.98	28966.95
GNU MPC-多精度基准	7143	5810	8950
NAMD-ATPase模拟-327,506原子	0,80079	0.94119	0.77091
Botan-测试：KASUMI-加密	69.69	61.74	78.69
Botan-测试：KASUMI-解密	67.16	58.57	74.85
Botan-测试：AES-256-加密	4575.94	4,173.76	3687.71
Botan-测试：AES-256-解密	4552.92	4152.07	3704.3
Botan-测试：Twofish-加密	279.59	247.38	325.1
Botan-测试：Twofish-解密	281.87	249.85	333.97
Botan-测试：河豚-加密	247.76	217.14	282.4
Botan-测试：河豚-解密	249.19	217.89	283.61
Botan-测试：CAST-256-加密	116,150	101,470	124,690
Botan-测试：CAST-256-解密	116.68	101.95	125.75
约翰开膛手-测试：河豚	49851	40568	39555
7压缩压缩-压缩速度测试	163202	107009	135458
C射线-总时间-4K，每像素16射线	23.41	26.65	29.48
POV射线-跟踪时间	18.67	23.3	20.46
Smallpt-全局照明渲染器； 128个样本	15.06	5.52	58.97
dav1d-视频输入：Summer Nature 4K	17.67	28.37	20.98
FLAC音频编码-WAV到FLAC	12.22	14.17	11.43
FFmpeg-H.264 HD转NTSC DV	9.14	10.85	11.46
Hackbench-计数：1-类型：螺纹	3.9	5.82	3.35
Hackbench-计数：8-类型：螺纹	10.9	18.11	8.73
Hackbench-计数：1-类型：处理	3.78	5.43	3.15
Hackbench-计数：8-类型：处理	9.66	13.31	8.14
Hackbench-计数：32-类型：处理	39.02	32.25	27.74
OpenSSL-RSA 4096位性能	6825.9	4351.47	6809.23
ctx_clock-上下文切换时间	211	220	160
NGINX基准测试-静态网页服务	26991.79	17497.02	28274.97
Schbench-消息线程：2-每个消息线程的工人数：2	42	204	101
Schbench-消息线程：8-每个消息线程的工人数：8	4624	4704	7009
Schbench-消息线程：32-每个消息线程的工人数：32	156416	157952	167509
辐射基准-测试：串行	807,01	783.48	1102.24
辐射基准-测试：SMP并行	260.47	238.69	333.32

在测试中，AMD EPYC™7551排名第一。 无论采用哪种处理器，AMD处理器都更擅长在内存，渲染和视频转码的单线程工作。 反过来，如早先在GeekBench测试中所揭示的，英特尔®处理器在加密任务和内存多线程工作方面表现更好。

结论

尽管测试多种多样，但第一代和第二代AMD EPYC™之间的选择是显而易见的： 在绝大多数测试中，罗马胜过其前身。 但是，第一代在处理内存和渲染方面并没有失落。

英特尔®处理器和AMD的比较-泰坦之战，需要详细考虑。 已安装的软件解决方案在第二代AMD EPYC™上平均表现更好。 特别是，罗马在多线程计算和单线程加密任务中显示了出色的结果。 当使用从源代码编译的软件时，首选的是新一代EPYC™处理器，该处理器在浮点测试中处于领先地位，而在多线程整数计算中仅稍稍落后。

反过来，英特尔®至强®黄金在多线程加密，音频转码和内存处理方面也显示出良好的效果。 在处理Web服务器请求时，带有Intel®Xeon®处理器的双路系统运行良好。

总结一下，应该注意的是，所执行的测试是综合性的，实际任务的结果可能会有所不同。 为了获得特定任务的准确结果，需要进行其他测试。 现在只谈几句话。 AMDEPYC®7452的建议价格为2025美元，英特尔®至强®金牌5218为1250美元，也就是组织双插槽系统的建议价格为2500美元。

新的AMD EPYC™7452即将在我们的Selectel Lab上市。

成为第一个知道的人！

第二代EPYC™只是AMD与Intel之间对抗的又一轮。 您可以在我们的博客中详细了解两家公司之间的竞争是如何开始的。

UPD 新的AMD EPYC™第二代处理器已经上市。

使用配置程序构建您自己 的基于AMD EPYC™Rome 7402P的服务器 ，或者在我们的Selectel LAB实验室中提出测试要求 。

以下配置可用于测试：

• 1个AMD EPYC™7402P / 128 GB DDR4 / 2×1920 GB SSD + 2×8 TB硬盘
• 1个AMD EPYC™7552/512 GB DDR4 / 2×1940 GB SSD + 2×8 TB硬盘