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Rome : AMD dévoile ses EPYC en 7 nm avec un nouveau design, jusqu'à 64 cœurs et 128 lignes PCIe 4.0
Processeurs

Rome : AMD dévoile ses EPYC en 7 nm avec un nouveau design, jusqu'à 64 cœurs et 128 lignes PCIe 4.0

8 cœurs, la nouvelle entrée de gamme
8 min

Le 7 nm semble profiter à AMD. La société annonce en effet que ses prochains processeurs EPYC disposeront d'un maximum de 64 cœurs. On découvre au passage de premiers détails sur sa composition modulaire et les apports de l'architecture Zen 2. 

Comme prévu, AMD vient de dévoiler les premières informations concernant son architecture Zen 2 qui sera au cœur des processeurs qu'elle mettra sur le marché l'année prochaine. Deux ans après New Horizon, la société n'a d'ailleurs pas décidé d'améliorer que ses produits, elle a également revu plusieurs points de sa stratégie et de sa communication. 

La première est la plus visible : il n'est pas question des fans et des joueurs. Après de nombreuses annonces destinées au grand public, de la version classique de Ryzen à ses déclinaisons pour ordinateurs portables et autres stations de travail, il était temps de s'adresser à nouveau au marché professionnel à l'occasion de cette conférence Next Horizon.  

Un an et demi après l'annonce d'EPYC (Naples), on découvre donc sa déclinaison en 7 nm : Rome. Elle doit permettre d'enfoncer le clou face à un Intel qui multiplie les promesses à défaut de réelles nouveautés. Et pour le moment, Lisa Su et ses équipes s'avèrent plutôt convaincantes. 

Notre dossier sur la nouvelle offre datacenter d'AMD :

Le 7 nm de TSMC : une révolution pour AMD

La conception de processeurs est avant tout une question de paris, tant sur l'évolution des technologies que les besoins des clients. C'est ainsi que la patronne du texan a résumé sa stratégie, précisant que les annonces du jour, mais aussi les réussites de Ryzen et EPYC, sont avant tout le fruit de décisions prises il y a plus de quatre ans. 

Miser sur la capacité de TSMC à proposer une gravure efficace en 7 nm était l'un d'entre eux, et il semble s'avérer payant. AMD le présente comme capable de doubler la densité au niveau des transistors et d'apporter un gain de 1,25x en performances à consommation égale. On peut préférer diviser la consommation par deux à performances égales. 

Ainsi, alors qu'Intel est empêtré dans un processus de fabrication en 10 nm qui ne fonctionne pas, son concurrent principal serait capable de lui passer devant en termes de performances par watt. Une première. 

Surtout, cela permet à l'architecture Zen d'évoluer dans des conditions idéales : des puces plus petites, permettant une tarification encore plus agressive (ou de meilleures marges) si le rendement est au rendez-vous. Mais aussi un TDP sans doute plus faible et/ou des fréquences revues à la hausse. Bref, cela ne peut qu'évoluer dans le bon sens.

AMD EPYC RomeAMD EPYC Rome

Une puce organisée autrement, 64 cœurs au maximum

Mais AMD n'a pas décidé de se reposer sur ce seul avantage. Comme la société l'a toujours dit, Zen est une aventure de longue haleine, prévue pour atteindre des objectifs précis d'ici à 2020.

L'architecture évolue donc par étapes, avec une plateforme construite autour de sockets inchangés : AM4 pour le grand public, TR4 pour les stations de travail et SP3 pour les serveurs. Zen 2 reprend un autre aspect : le die à usages multiples. Ainsi, une même puce doit couvrir l'ensemble des marchés, grâce à une organisation modulaire.

Dans le cas de Zen, on disposait de deux CCX contenant chacun quatre cœurs. On y retrouvait également le contrôleur mémoire, un chipset et les différentes interconnexions. Notamment celles assurant la communication avec d'autres puces dans le cas de solutions MCP (Multi-Chip Package) comme Threadripper et d'EPYC.

Une solution « glue » un temps critiqué par Intel, mais auquel le constructeur aura recours pour ses Cascade Lake-AP.  Elle dispose en effet de quelques désavantages, notamment parce qu'elle introduit parfois de la latence lors de l'échange de données entre les dies. Mais aussi parce cela nécessite de bien dimensionner les liens entre les différents modules.

AMD EPYC RomeAMD EPYC Rome

AMD a aussi fait un constat : les E/S ne « scalent » pas. Ainsi, les placer au sein de chaque puce n'a pas forcément d'intérêt. Rome est donc organisé autour de chiplets qui contiennent uniquement les cœurs, leurs caches et des liens Infinity Fabric. Le chipset, le contrôleur mémoire et sans doute un dernier niveau de cache se trouvent au sein d'une puce séparée. 

Cet I/O die a une spécificité : il est gravé en 14 nm. Ainsi, il permet à AMD de concentrer le 7 nm sur la part la plus cruciale de son design, tout en exploitant un process moins coûteux pour le reste. On est d'ailleurs impressionné par la taille de ce die complémentaire dont on ne connait pour le moment pas le détail de ce qu'il contient.

Au maximum, un EPYC de la génération Rome intégrera huit chiplets, soit 64 cœurs (128 threads). On reste par contre sur huit canaux mémoire au maximum, même si AMD promet quelques solutions concernant l'évolution à la hausse de la bande passante. Les 128 lignes PCIe passent à la norme 4.0.

Une solution qui nous rappelle un concept évoqué par Intel l'année dernière : le design hétérogène. Il était alors question de différents éléments exploitant des finesses de gravure diverses et des liens EMIB au sein d'un même packaging. C'est notamment ce qui est mis en place pour l'intégration de FPGA ou d'une Radeon dans les puces Kaby Lake-G.

Intel Design hétérogèneIntel Design hétérogène

Nous n'obtiendrons pas plus de détails sur l'architecture, les fréquences de fonctionnement ou les tarifs des nouveaux EPYC. On ne sait pas si le concept de CCX va perdurer, même si l'on peut imaginer que non, ce point ayant été assez décrié dans l'architecture précédente. On imagine également que l'I/O die existera en différentes déclinaisons pour s'adapter au marché grand public où moins de liens seront nécessaires. Aucune réponse ne nous a été donnée sur ce point.

AMD s'en garde en effet un peu sous le pied d'ici à la mise sur le marché attendue d'ici à 2019. Des évènements comme Super Computing 2018 ou la prochaine édition du CES devraient être l'occasion d'en apprendre un peu plus. On imagine néanmoins que cette nouvelle organisation combinée au 7 nm va permettre, outre de gagner en performances, de proposer des solutions encore moins chères. Quel sera le tarif d'un Ryzen 8C/16T à base de Zen 2 ? Les paris sont lancés.

Une architecture améliorée

Si l'on sait que l'IPC est revu à la hausse, aucun chiffre précis n'a pour le moment été donné. On a néanmoins eu droit à de premiers éléments sur l'évolution de la puce.

Elle est désormais capable de traiter des flottants sur 256 bits (le double de Zen) avec toujours deux unités pour les additions et deux pour les multiplications. Outre le registre, l'unité en charge du Load/Store a été adaptée en conséquence. Intel garde néanmoins l'avantage avec les instructions AVX-512 pour le moment. 

La prédiction de branchement a également été revue, tout comme le prefetch. Le cache en charge des instructions a été optimisé alors que l'op cache est plus large (sans que l'on sache dans quelle mesure). Mark Papermaster a évoqué des mitigations pour les failles de sécurités découvertes ces derniers mois, notamment Spectre. Mais là aussi, nous n'avons pour le moment pas obtenu de détails très précis. 

  • AMD EPYC Rome
  • AMD EPYC Rome
  • AMD EPYC Rome

Quelles performances ?

Comme pour la première génération d'EPYC, AMD voit cette nouvelle évolution comme une manière de remplacer des systèmes 2P par d'autres limités à un seul socket, ou de passer à 128 cœurs pour 256 threads. 

Chacun doit ainsi y trouver son compte, la société précisant qu'un processeur Rome fonctionnant à des fréquences normales (air cooling) est capable d'afficher des performances similaires à des systèmes équipés de deux Xeon Platinum 8180M (plus de 10 000 dollars pièce) ou deux EPYC 7601 (5 400 euros pièce). 

Aucun chiffre très précis n'a été donné. On apprend seulement qu'un triple rendu C-Ray (Full HD, QHD, 4K) a nécessité environ 30 secondes pour l'ensemble des machines testées. Autant dire que l'on a hâte de découvrir les performances via d'autres outils, AMD précisant que ces CPU sont parfaitement adaptés à la virtualisation par exemple.

Il sera d'ailleurs intéressant de voir quelles déclinaisons seront proposées, et à quel prix. Ce, tant sur le marché professionnel que grand public. Aucune date n'a pour le moment été donnée pour la mise sur le marché de processeurs Ryzen en 7 nm basés sur Zen 2.  Il faudra sans doute attendre le CES de Las Vegas de janvier pour cela.

Et après ?

Alors qu'Intel proposera dans les mois à venir son Xeon W 8175X à 28 cœurs et un Cascade Lake-AP à 48 cœurs, AMD ne compte pas se reposer sur ses lauriers. La société sait que son concurrent finira par se ressaisir et qu'elle doit profiter de son avance du moment, mais aussi préparer les prochaines batailles. 

Ainsi Zen 3, attendue pour 2020, est dans sa phase de finalisation. Cette génération exploitera une finesse de gravure 7 nm légèrement améliorée. Elle sera suivie de Zen 4 dont la conception est toujours en cours. 

AMD EPYC Rome Roadmap


À noter :

Dans le cadre de la réalisation de cet article, nous sommes allés à la rencontre des équipes d'AMD à San Francisco. La société a pris en charge une partie de notre transport, hébergement et restauration sur place. Conformément à nos engagements déontologiques, cela s'est fait sans aucune obligation éditoriale de notre part, sans ingérence de la part d'AMD.

Publiée le 07 novembre 2018 à 08:30


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