AMD poodhalilo 5nm procesory pro servery. Genoa a Bergamo budou mít dva různé druhy jader. Zen 4 a pak Zen 4c, což má být speciální úsporná varianta pro nativně cloudové aplikace.

S procesory Milan-X, prvními CPU s technologií 3D V-Cache , včera AMD odhalilo také roadmapu serverových CPU na příští roky (nebo přinejmenším rok). Čtvrtá generace Epycu přijde ve dvou verzích: procesorech Genoa s jádry Zen 4, ale nově byly oznámené také procesory Bergamo. Ty vyjdou paralelně se Zenem 4 a přinesou zvláštní jádro Zen 4c uzpůsobené pro cloudové nasazení a zřejmě namířené proti serverovým ARMům.

Genoa: 96 jader Zen 4

Procesory Genoa AMD oznámilo jako první. Bylo potvrzeno, že mají jádra Zen 4, tedy novou výrazně zlepšenou architekturu CPU, a budou vyráběné na 5nm procesu u TSMC. Opět by asi měly být čipletové, takže toto bude jen proces CPU čipletu, zatímco IO čiplet může mít jiný, starší proces.

AMD také potvrdilo, že tyto procesory budou mít 96 jader (a 192 vláken), takže tento únik měl pravdu . Uvidíme, zda se potvrdí také to, že jsou jádra ve 12 osmijádrových CPU čipletech (a celek má 13 čipletů) a že má Genoa 12kanálový řadič pamětí DDR5. AMD toto oficiálně ještě nepotvrdilo, ale řeklo nyní, že Genoa bude podporovat PCI Express 5.0 a také koherentní linky CXL 1.1.

Šéfka AMD Lisa Su mimochodem řekla, že Genoa bude nejvýkonnější procesor pro všeobecné (nespecializované) využití. Uvidíme, jak to vyjde, Genoa bude stát proti procesorům Intel Sapphire Rapids .

Bergamo: 128 jader Zen 4c pro cloud, proti ARMům?

Ale vedle toho firma oznámila další odlišný serverový procesor, který má kódové označení Bergamo. Tedy jako v tomto úniku , který se nám tím také alespoň částečně potvrzuje. Bergamo je jakási postranní linie, nejde o následovníka procesorů Zen 4/Genoa, ale o paralelní produkt pro odlišné trhy. AMD mu říká „nativně cloudový“ procesor – má tedy být určený pro hyperscalery a cloudové poskytovatele.

Cloudové služby preferují větší množství jader, které mohou být i slabší, ale ideálně by měla být úspornější a v procesoru by jih mělo být co nejvíce. Je to strategie, kterou teď tlačí serverové procesory ARM, přesněji řečeno architektura Neoverse N1 a N2 , například v procesorech Ampere Altra Max . Ty mají nižší jednovláknový výkon a v jedné „scale-up“ enterprise úloze nemusí škálovat tak dobře, ale vyhovují tzv. „scale-out“ úlohám, kde na CPU běží mnoho nezávislých instancí. Procesor AMD Bergamo má za cíl na takovéto procesory ARM odpovědět jejich vlastní medicínou.

Malé jádro

Už předchozí únik říkal, že AMD pro tento účel vyvíjí zjednodušenou a zejména asi zmenšenou verzi Zenu 4 – jádro, které bude mít patrně nižší maximální výkon, zřejmě bude mít odlišně řešené (zmenšené) cache a bude zaměřené na dosažení co nejvyššího počtu jader na čipu. Je možné, že z něj AMD obětuje některé funkce, které v Zenu 3/4 navyšují maximální jednojádrový výkon, ale stojí relativně mnoho plochy čipu. Tato speciální cloudová verze jádra by neměla mířit na co nejvyšší jednojádrový výkon, ale spokojí se s nižším. A výměnou za to dosáhne úspor zabrané plochy a také spotřeby. Bude tedy více efektivní, s lepším poměrem výkon/mm² a výkon/watt.

Podle předešlých úniků se toto jádro mělo jmenovat Zen 4D, kde D znamená densitu/hustotu. Zde se to úplně nevyplnilo, protože v procesoru Bergamo se architektura nakonec oficiálně jmenuje Zen 4c. Ono C znamená cloud, takže je možné, že pokud AMD tato jádra ještě použije v budoucích APU pro notebooky, tak se tam třeba budou jmenovat zase jinak. AMD zatím nepotvrdilo, že by toto zmenšené jádro Zen 4 mohlo posléze být použito v „big.LITTLE“ (hybridních) procesorech, jako to nyní zavádí Intel s Alder Lake . Podle neoficiálních úniků je to ale prý snad plánované do generace Ryzen 8000 na rok 2024 , takže to ještě bude zajímavé.

Bergamo díky změněným jádrům bude mít až 128 jader – zatím ale myslím nebylo potvrzeno, zda budou také poskytovat SMT a tedy 256 vláken. Podle ARMu cloudoví zákazníci preferují jen „reálná jádra“ a SMT pro tuto roli není vhodný. Jenže ARM také SMT u svých jader vůbec nemá, takže nelze vyloučit, že jde o obyčejné kyselé hrozny. V podání AMD by proto možná SMT mohlo zůstat i v cloudových jádrech.

Průlomový výkon i úspornost

Jádro Zen 4c má podle AMD mít průlomovou energetickou efektivitu, ale současně také má celý procesor mít i průlomový výkon. Celkový výkon v MT úlohách, které snadno škálují, nejsou závislé na sdílení dat, paměťovém subsystému a synchronizaci mezi jednotlivými vlákny, a potřebují tedy hlavně co nejvíc hrubého výpočetního výkonu, by asi měl být vyšší než u AMD Genoa.

AMD o jádru Zen 4c řeklo, že bude plně kompatibilní s velkým Zenem 4 po stránce instrukční sady, ale nepotvrdilo, že Zen 4 bude už umět instrukce AVX-512 (které by tím pádem pak musel mít i Zen 4c). Vedle toho oba procesory budou sdílet I/O infrastrukturu a konektivitu, takže by asi mohly být oba založené na stejném IO čipletu, jen by každý používal odlišné CPU čiplety. Jak Genoa, tak Bergamo ale budou mít stejný socket (SP5) a budou tedy asi vzájemně zaměnitelné v deskách a serverech. To znamená, že Bergamo také bude podporovat PCI Express 5.0, CXL 1.1 a paměti DDR5, plus různé funkce zaměřené na RAS, správu a bezpečnost.

CPU čiplet Zen 4c pro procesory Bergamo má být vyráběný na procesu 5nm procesu od TSMC, a to na HPC verzi. To by asi mohlo platit i pro procesor Genoa. AMD prý asi u obou procesorů zvýší TDP nad dnešních 280 W, což nicméně nemusí znamenat, že se zhorší efektivita, zároveň má údajně výrazně stoupnout výkon, což by mohlo navýšení TDP převážit.

Vydání 2022, aspoň pro Genoa

AMD zatím nesdělilo přesná data vydání těchto procesorů. Genoa, tedy 96jádrový Zen 4, má ale jít do výroby i být vypuštěn na trh v roce 2022 – práce údajně postupují podle plánu, takže by se to snad mohlo stihnout. A zejména už existují a už je dokonce i mají partneři, takže zde je to asi opravdu na dobré cestě.

Bergamo vyjde asi později, byť jde o paralelní produkt ve stejné generaci. Vydání bude údajně buď až ke konci roku 2022, nebo až v někdy v první polovině roku 2023, což je asi pravděpodobnější a asi se s tímto sklouznutím vydání do následujícího roku počítá.

Při debutu nové serverové platformy SP5 bude každopádně k dispozici jen sestava procesorů Genoa. Je vůbec otázka, zde se bude Bergamo prodávat na volném trhu – teoreticky by ho mohli dodávat jen serveroví OEM výrobci v celých serverech, nebo by ho mohli kupovat v rámci B2B smluv přímo provozovatelů cloudů, takže by se ani neobjevovalo samostatně v obchodech.