騰訊云服務(wù)器和阿里云服務(wù)器的區(qū)別是:
創(chuàng)新互聯(lián)公司是專業(yè)的佳木斯網(wǎng)站建設(shè)公司,佳木斯接單;提供網(wǎng)站建設(shè)、網(wǎng)站設(shè)計(jì),網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì),網(wǎng)站設(shè)計(jì),建網(wǎng)站,PHP網(wǎng)站建設(shè)等專業(yè)做網(wǎng)站服務(wù);采用PHP框架,可快速的進(jìn)行佳木斯網(wǎng)站開(kāi)發(fā)網(wǎng)頁(yè)制作和功能擴(kuò)展;專業(yè)做搜索引擎喜愛(ài)的網(wǎng)站,專業(yè)的做網(wǎng)站團(tuán)隊(duì),希望更多企業(yè)前來(lái)合作!
騰訊與阿里都在發(fā)力布局云市場(chǎng),技術(shù)與資金投入方面都很巨大,在穩(wěn)定性、安全性、速度、服務(wù)方面不分伯仲,相比之后總結(jié)了騰訊云的優(yōu)勢(shì):
1、價(jià)格:相同的配置,騰訊云的價(jià)格相對(duì)更便宜; ?
2、扶持優(yōu)惠:騰訊云針對(duì)個(gè)人用戶有認(rèn)證送50代金券、限時(shí)3折搶購(gòu)等活動(dòng),針對(duì)企業(yè)用戶有認(rèn)證送300代金券、最高百萬(wàn)扶持等活動(dòng),針對(duì)創(chuàng)業(yè)者提供半年免費(fèi)云服務(wù)、價(jià)值50萬(wàn)應(yīng)用寶流量等活動(dòng),針對(duì)公益組織提供免費(fèi)云服務(wù)等活動(dòng); ?
3、運(yùn)營(yíng)推廣:游戲、移動(dòng)應(yīng)用等領(lǐng)域客戶可以享受騰訊開(kāi)放平臺(tái)、應(yīng)用寶、QQ空間、廣點(diǎn)通、玩吧、米大師等億級(jí)流量平臺(tái)的推廣支持; ?
4、安全認(rèn)證:騰訊云提供安全認(rèn)證,安全認(rèn)證通過(guò)后,可獲得專屬騰訊云認(rèn)證,覆蓋騰訊數(shù)億用戶,發(fā)到QQ消息窗口就有個(gè)綠色的勾勾,給您最權(quán)威的認(rèn)證展示。
國(guó)內(nèi)排名前三的云服務(wù)廠商分別是阿里云、騰訊云、華為云,你可以根據(jù)自己需求選擇,如果只是
中小型網(wǎng)站可以選擇華為云的鯤鵬服務(wù)器(ARM架構(gòu)),價(jià)格比X86的便宜不少,也能滿足大部分
需求(如果你要部署的服務(wù)是開(kāi)源的都能滿足)。
或者騰訊云的AMD服務(wù)器也不錯(cuò),下面我也推薦
了一些其他的。
穩(wěn)定性最好應(yīng)該是阿里云吧,國(guó)內(nèi)第一,而且每年都會(huì)經(jīng)歷雙十一的流量沖擊,國(guó)內(nèi)最早做云計(jì)算
的也是阿里云,應(yīng)該積累了不少經(jīng)驗(yàn),其次是騰訊云。
華為云主要用戶是政企,應(yīng)該也不錯(cuò)。
提醒一下:如果你是新用戶有優(yōu)惠價(jià),能買(mǎi)多長(zhǎng)時(shí)間就買(mǎi)多長(zhǎng)時(shí)間,因?yàn)閮?yōu)惠價(jià)的服務(wù)器到期后續(xù)
費(fèi)很貴的,而且新用戶優(yōu)惠只能買(mǎi)一次,所以盡量買(mǎi)長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)劃算。
費(fèi)用
華為云,學(xué)生機(jī)1H1G1M,9元/月,2H4G1M,18元/月,24歲以下免學(xué)生認(rèn)證;1H2G1M,
281元/年(相當(dāng)于23元/月);;2H4G5M,499元/年(相當(dāng)于41元/月);香港1H1G1M,37元/
月。
阿里云每日秒殺,1H2G1M,102元/年(相當(dāng)于8.5元/月);1H2G5M,448元/年(相當(dāng)于37
元/月);2H4G1~10M,699元/年(相當(dāng)于58元/月)。
阿里云新用戶,1H2G1M,102元/年,送對(duì)象存儲(chǔ)和云數(shù)據(jù)庫(kù)。
阿里云輕量應(yīng)用服務(wù)器,香港/新加坡1H1G30M,24元/月
騰訊云星星海(AMD服務(wù)器),1H2G1M,99元/年(相當(dāng)于8.25元/月)。(實(shí)測(cè)性能比Intel的強(qiáng)
很多)
騰訊云雙十一活動(dòng),1核2G1M,88元/年(約7.3元/月);2核4G3M,698元/3年(約19元/月)。
滴滴云,1H2G1M,88元/年(相當(dāng)于7.3元/月);8H16G5M,868元/年(相當(dāng)于72元/
月)。
金山云新用戶:1H2G1M,88.8元/年(相當(dāng)于7.4元/月);2H4G5M,288元/年(相當(dāng)于24
元/月);4H8G5M,1144元/年。
滴滴云,1H2G1M,88元/年(相當(dāng)于7.3元/月);8H16G5M,868元/年(相當(dāng)于72元/
月)。
騰訊云歲末回饋,2H4G6M,488元/3年(約13元/月);4H8G8M,1788元/3年(約49元/月)。
看起來(lái)似乎有強(qiáng)行把芯片設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)中心建設(shè)拉到一起尬聊的感覺(jué),但世間也沒(méi)有那么多的一見(jiàn)如故,一些有意義的討論未嘗不是從尬聊開(kāi)始的。
就我個(gè)人而言,今年已經(jīng)多次在關(guān)于數(shù)據(jù)中心的文章和(線上)分享中提到AMD:“從1月29日開(kāi)始到2月6日,騰訊會(huì)議每天都在進(jìn)行資源擴(kuò)容,日均擴(kuò)容云主機(jī)接近1.5萬(wàn)臺(tái),8天總共擴(kuò)容超過(guò)10萬(wàn)臺(tái)云主機(jī),共涉及超百萬(wàn)核的計(jì)算資源投入,全部由騰訊云自研的服務(wù)器星星海提供支撐?!边@款服務(wù)器基于AMD去年8月發(fā)布的代號(hào)Rome(羅馬)的第二代EPYC處理器,最大的特點(diǎn)就是核多——雙路配置再算上超線程,一臺(tái)采用騰訊云定制版EPYC處理器的星星海服務(wù)器可以為云服務(wù)器提供多達(dá)180個(gè)核——也就是說(shuō),這100萬(wàn)核服務(wù)器資源,“只”需要不到6000臺(tái)該款自研服務(wù)器即可滿足。
騰訊云星星海SA2服務(wù)器采用2U高度結(jié)合類(lèi)似遠(yuǎn)程散熱片(remote heat-sink)的設(shè)計(jì),配合6個(gè)60mm風(fēng)扇,據(jù)稱可以支持2個(gè)300W級(jí)別的CPU(AMD第二代EPYC處理器公開(kāi)版本最高TDP為280W)
實(shí)際上,官方名稱為AMD EPYC 7002系列的第二代EPYC處理器最多能提供64個(gè)核芯、128個(gè)線程,騰訊云定制版本選擇了48核芯(96線程)而已。至少在CPU的核數(shù)(core count)上,AMD給Intel(英特爾,昵稱“大英”)造成了很大的壓力。上個(gè)月英特爾發(fā)布了代號(hào)為Cooper Lake的第三代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器(Xeon Scalable Processor,XSP),主打四路和八路市場(chǎng),四路配置可提供112核芯224線程,核數(shù)上堪與雙路EPYC 7002系列抗衡,為10nm制程的Ice Lake爭(zhēng)取時(shí)間。
摩爾定律難以延續(xù)的后果就是CPU的功耗持續(xù)攀升,第一代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器(公開(kāi)版)里TDP最高的205W,到第三代已是尋常,250W算是克制——畢竟要考慮四路的散熱需求
話說(shuō)上一次AMD搞得大英如此狼狽,還要追溯到本世紀(jì)初的64位路線之爭(zhēng)。眾所周知,英特爾是x86及其生態(tài)(特別是軟件生態(tài))的締造者,屬于“親媽”級(jí)別,AMD充其量是個(gè)“后媽”。但是,x86幾十年的發(fā)展史證明,“親媽”未必就比“后媽”更了解孩子的發(fā)展?jié)摿?。也可以前一陣大火的劇集《隱秘的角落》為例,看完就會(huì)發(fā)現(xiàn),對(duì)于朱朝陽(yáng)的隱藏能力,后媽的認(rèn)知似乎先于親媽。
Cooper Lake:你看我還有機(jī)會(huì)嗎?
簡(jiǎn)單的說(shuō),Intel建立發(fā)展x86生態(tài),AMD堅(jiān)定捍衛(wèi)x86路線——不斷改造作為生態(tài)核心的x86處理器,煥顏新生
盛衰無(wú)常:架構(gòu)與制程的雙簧
雖然已經(jīng)在過(guò)去十年中逐漸淪為愛(ài)好者口中的“牙膏廠”,但在歷史上,英特爾一直不乏創(chuàng)新精神。對(duì)待x86的態(tài)度可以算是這種精神的一個(gè)體現(xiàn),起碼在進(jìn)入64位時(shí)代之前,英特爾其實(shí)不太瞧得上x(chóng)86,總覺(jué)得這個(gè)娃太low——可能是親媽更了解孕育過(guò)程中的種種先天不足吧——幾次三番地在重大的轉(zhuǎn)折點(diǎn),想要“與時(shí)俱進(jìn)”,重起爐灶,帶給用戶“船新體驗(yàn)”。反而是AMD屢屢在關(guān)鍵時(shí)刻出來(lái)捍衛(wèi)x86,通過(guò)翻新加蓋來(lái)維持其生命力。
64位是關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。上世紀(jì)九十年代末,還是32位的x86剛“插足”服務(wù)器市場(chǎng)不久,英特爾選擇與惠普(HP)聯(lián)手開(kāi)發(fā)基于IA-64架構(gòu)的Itanium(安騰)作為接班人,與已經(jīng)64位了的RISC陣營(yíng)大佬們對(duì)抗。然而,AMD認(rèn)為x86還可以搶救一下,決定通過(guò)64位擴(kuò)展來(lái)“續(xù)命”,并在2003年4月發(fā)布首款64位x86處理器Opteron,兩年后又把x86(-64)帶入多核時(shí)代。
此時(shí),英特爾已經(jīng)在IA-64的路上走了十多年。時(shí)過(guò)境遷,當(dāng)初設(shè)定的目標(biāo)并沒(méi)有實(shí)現(xiàn),而x86擴(kuò)展到64位和多核之后,不僅軟件和應(yīng)用的生態(tài)系統(tǒng)得到了完整的繼承,性能也完全可以一戰(zhàn)。用戶用腳投票,大英不得不從。
第二代EPYC處理器發(fā)布會(huì)上,Google出示2008年7月9日上線的其第100萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器的照片,追訴與AMD的革命友情……還是臺(tái)四路服務(wù)器
英特爾痛定思痛,決定用架構(gòu)和制程構(gòu)筑雙保險(xiǎn),在2007年提出了Tick-Tock(取自于時(shí)鐘的“嘀-嗒”周期)量產(chǎn)模式,即先通過(guò)制程升級(jí)將芯片面積縮小,是為T(mén)ick;再基于操練純熟的制程改用新的微架構(gòu),是為T(mén)ock。當(dāng)時(shí)的英特爾工廠在技術(shù)和產(chǎn)能上都占據(jù)明顯優(yōu)勢(shì),只要架構(gòu)上回到正軌,左右手組合拳一出,產(chǎn)量受限的AMD哪里支撐得住?在2008年推出Nehalem微架構(gòu)之后,英特爾終于奪回主動(dòng)權(quán)。
在英特爾施加的強(qiáng)大壓力下,AMD在處理器架構(gòu)上也犯了錯(cuò)誤,2011年推出的Bulldozer(推土機(jī))架構(gòu)采用了即使現(xiàn)在看來(lái)也過(guò)于激進(jìn)的模塊化設(shè)計(jì)。隨著2012年英特爾開(kāi)啟至強(qiáng)E5時(shí)代,AMD在節(jié)節(jié)失利后不得不退出服務(wù)器市場(chǎng),上一個(gè)巔峰期徹底結(jié)束。
有道是:福兮禍所依,禍兮福所伏。先賢曾經(jīng)曰過(guò):縱有架構(gòu)、制程雙保險(xiǎn),奈何CEO是單點(diǎn)。2016年英特爾推出最后一代至強(qiáng)E5/E7(v4),這是英特爾首批采用14nm制程的服務(wù)器CPU,同時(shí)也宣告了Tick-Tock模式的終結(jié),改用Process–Architecture–Optimization (制程-架構(gòu)-優(yōu)化)的三步走模式。
在這個(gè)可以簡(jiǎn)稱為PAO的模式里,雖然仍是先制程、后架構(gòu)的節(jié)奏,但新加入的優(yōu)化不管是針對(duì)兩者中的哪一個(gè)還是兼而有之,都起到了拉長(zhǎng)制程換代周期的效果。第三代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器已經(jīng)是第四波采用14nm制程的服務(wù)器CPU,14nm后面的“+”都數(shù)不清楚有幾個(gè)了——還好預(yù)計(jì)年底發(fā)布的Ice Lake將終止這個(gè)“土撥鼠之日”式的制程循環(huán)。
架構(gòu)層面上,從代號(hào)Skylake的初代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器開(kāi)始,由環(huán)形總線改為6×6的2D-mesh,然后持續(xù)“優(yōu)化”。在架構(gòu)的角度,Mesh和環(huán)形總線都屬于所謂傳統(tǒng)的單片(Monolithic)式架構(gòu),優(yōu)點(diǎn)是整體性好,涉及到I/O的性能比較有保證;缺點(diǎn)是對(duì)制程不太友好,隨著規(guī)模的擴(kuò)大,譬如核數(shù)和Cache的增加,良率上的挑戰(zhàn)很大,高端產(chǎn)品的成本下不來(lái),這對(duì)于追求高核數(shù)的云計(jì)算服務(wù)提供商顯然不是個(gè)好消息。
至強(qiáng)E5/E7 v4的四環(huán)(2組雙向環(huán)形總線)與至強(qiáng)SP的6×6 Mesh架構(gòu)
關(guān)鍵時(shí)刻,又是沉寂多年的AMD挺身而出,接盤(pán)Tick-Tock,以自己的方式“維護(hù)”摩爾定律。
這個(gè)方式,就是模塊化。
MCM:同構(gòu)對(duì)等模塊化的利與弊
先簡(jiǎn)單回顧一下AMD之前的模塊化設(shè)計(jì)為什么會(huì)失敗。 Bulldozer架構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì),建立在AMD對(duì)未來(lái)應(yīng)用趨勢(shì)的不靠譜假設(shè)上,即整數(shù)(Integer,INT)運(yùn)算將占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位,結(jié)論是增加整數(shù)運(yùn)算單元,減少浮點(diǎn)(Floating Point,F(xiàn)P)運(yùn)算單元。 于是,Bulldozer架構(gòu)很“雞賊”的采用了兩個(gè)(具有完整整數(shù)運(yùn)算單元的)核芯共用一個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)算單元的模塊化設(shè)計(jì),兩個(gè)模塊就可以提供4個(gè)核芯(但只有2個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)算單元),6核以此類(lèi)推。
模塊化本身并沒(méi)有錯(cuò),Intel Nehalem的模塊化設(shè)計(jì)就很成功。Bulldozer錯(cuò)在“拆東墻補(bǔ)西墻”,結(jié)果連補(bǔ)強(qiáng)都算不上
不用放馬后炮,這也是一個(gè)妄揣用意(用戶意志)的行為。即使是在AI大行其道的今天,第二代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器已經(jīng)支持INT8加速推理運(yùn)算,也不能和通常意義上CPU的整數(shù)運(yùn)算劃等號(hào)。貿(mào)然押寶,錯(cuò)了當(dāng)然怪不得別人。
不難看出,Bulldozer的模塊化,與之前Intel Nehalem架構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì),只限于架構(gòu)層面,并不是為制程考慮——CPU不論幾個(gè)模塊多少核,都是作為一個(gè)整體(die)來(lái)制造的,畢竟十年前制程還沒(méi)到瓶頸。
然而,到了AMD以代號(hào)Naples的(第一代)EPYC處理器重返服務(wù)器市場(chǎng)的2017年,摩爾定律放緩的跡象已很明顯。同樣的14nm(可能還沒(méi)有英特爾的先進(jìn))制程,AMD如何以更低的成本提供更多的核芯?
EPYC系列處理器基于AMD的Zen系列架構(gòu),從Zen、Zen+到Zen 2,以及規(guī)劃中的Zen 3的發(fā)展路線,有點(diǎn)像前面提到的Tick-Tock:開(kāi)發(fā)一個(gè)良好的基礎(chǔ)然后交替演進(jìn),不斷優(yōu)化。
與先輩們不同,Zen系列的模塊化明顯側(cè)重于解決制程面對(duì)的挑戰(zhàn),即芯片在物理上被切割為多個(gè)die(比較小的芯片更容易制造,良率有保證,有利于降低成本),通過(guò)Infinity Fabric(IF)互連為一個(gè)整體,所以每個(gè)die就是一個(gè)模塊,但不一定是模塊化設(shè)計(jì)的最小單位。
第一代EPYC處理器的4個(gè)die及Infinity Fabric示意
還是從初代EPYC處理器所采用的Zen架構(gòu)說(shuō)起。Zen確立了該系列計(jì)算單元模塊化的最小單位CCX(Core Complex,核芯復(fù)合體),每個(gè)CCX包括4個(gè)Zen核芯(Core),以及8 MiB共享L3 Cache,每核芯2 MiB。
從AMD公開(kāi)的示意圖來(lái)看,各片(Slice)L3 Cache之間的連接方式像是full-mesh(全網(wǎng)狀,即每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)之間都有直接連接,無(wú)需跳轉(zhuǎn)),CCX內(nèi)部的跨核芯L3 Cache訪問(wèn)是一致的
Zen的CCD里除了2個(gè)CCX,還有2個(gè)DDR內(nèi)存控制器(各對(duì)應(yīng)1個(gè)內(nèi)存通道),用于片上(die之間)互連的Infinity Fabric(IF On-Package,IFOP),而CPU之間互連的Infinity Fabric(IF Inter-Socket,IFIS)與對(duì)外的PCIe通道是復(fù)用的——這個(gè)知識(shí)點(diǎn)在后面會(huì)用到。
芯片層面的模塊是CCD(Core Complex Die),包括2個(gè)CCX,共8個(gè)Core、4 MiB L2 Cache、16 MiB L3 Cache。官方名稱為AMD EPYC 7001系列的第一代EPYC處理器只有CCD這一種(die層面的)模塊,所以每個(gè)CCD除了2個(gè)CCX,還有大量I/O接口器件,包括DDR、Infinity Fabric/PCIe控制器,CCX占CCD面積的比例只比一半略多(56%)。
這個(gè)多芯片模塊(multi-chip module,MCM)架構(gòu)的代號(hào)為Zeppelin(齊柏林),四個(gè)這樣的“復(fù)合型”CCD構(gòu)成完整的第一代EPYC處理器,最多能提供32核芯、64 MiB L3 Cache,直接減少CCD的數(shù)量就會(huì)得到面向PC市場(chǎng)的高端(2×CCD)和主流產(chǎn)品(單CCD)。
按照AMD提供的數(shù)據(jù):每個(gè)die的面積為213mm2(平方毫米),4個(gè)die的MCM封裝總面積為852mm2,如果要用大型單一芯片來(lái)實(shí)現(xiàn),面積可以縮小到777mm2,大約節(jié)省10%,但是制造和測(cè)試成本要提高約40%,完全32核的收益下降約17%、成本提高約70%。投入產(chǎn)出比當(dāng)然非常劃算,也變相的說(shuō)出了大英的苦衷——可是,后者為什么還在堅(jiān)持單片路線呢?
MCM這種完全對(duì)稱的模塊化方案,如果套用到數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域,相當(dāng)于一個(gè)園區(qū),幾棟建筑結(jié)構(gòu)和功能完全一樣,都包含了機(jī)房、變配電、柴發(fā)、冷站、辦公和接待區(qū)域等。好處當(dāng)然是彼此之間沒(méi)有硬性依賴,每棟建筑都可以獨(dú)立作為數(shù)據(jù)中心使用,照此復(fù)制就可成倍擴(kuò)大規(guī)模;缺點(diǎn)是沒(méi)有其他類(lèi)型的建筑,而有些功能還是需要專門(mén)的建筑集中和分區(qū)管理的,譬如人員辦公和統(tǒng)一接待……
如果一個(gè)數(shù)據(jù)中心園區(qū)只有黃框里這一種建筑(模塊)……實(shí)際上,加上左邊的66KV變電站,這里也只是整個(gè)園區(qū)的一角
況且,與絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)中心園區(qū)不同,CPU對(duì)各模塊之間的耦合度要求高得多,否則無(wú)法作為一個(gè)整體來(lái)運(yùn)作,分工合作快速完成數(shù)據(jù)處理等任務(wù)。而這,正是MCM方案的局限性所在。
第一代EPYC的每個(gè)CCD都有“自己的”內(nèi)存和I/O(主要是PCIe)通道,加上CCD之間的互連,每個(gè)CCD的外部I/O都很“重度”
多芯片(對(duì)稱)設(shè)計(jì)、全“分布式”架構(gòu)的特點(diǎn)是內(nèi)存和I/O擴(kuò)展能力與CCD數(shù)量同步,隨著核芯數(shù)量的增加,內(nèi)存和I/O的總“容量”(包括帶寬)會(huì)增加,這當(dāng)然是優(yōu)點(diǎn),但缺點(diǎn)也隨之而來(lái):
首先是局部性(locality)會(huì)降低I/O的性能,主要是跨CCD的內(nèi)存訪問(wèn)時(shí)延(latency)明顯上升。因?yàn)槊拷M(2個(gè))CCX都有自己的本地內(nèi)存,如果要訪問(wèn)其他CCD上連接的內(nèi)存,要額外花費(fèi)很多時(shí)間,即所謂的NUMA(Non-Uniform Memory Access,非一致性內(nèi)存訪問(wèn))。雖然Zen的CCD上有足夠多的IFOP,讓4個(gè)CCD之間能組成全連接(full-mesh),無(wú)需經(jīng)其他CCD跳轉(zhuǎn)(類(lèi)似于CCX內(nèi)4個(gè)核芯之間的狀況),但I(xiàn)/O路徑畢竟變長(zhǎng)了;如果要訪問(wèn)其他CPU(插槽)連接的內(nèi)存,還要經(jīng)過(guò)IFIS,時(shí)延會(huì)進(jìn)一步上升。
CCD里的兩個(gè)CCX也通過(guò)Infinity Fabric連接,同樣會(huì)增加跨CCX的Cache訪問(wèn)時(shí)延
根據(jù)AMD提供的數(shù)據(jù),不同內(nèi)存訪問(wèn)的時(shí)延水平大致如下:
隨著訪問(wèn)路徑變長(zhǎng)和復(fù)雜,時(shí)延以大約一半的比例增加,這個(gè)幅度還是很明顯的。
同一個(gè)CCD里的內(nèi)存訪問(wèn)沒(méi)有明顯差異,而跨CCD的內(nèi)存訪問(wèn),時(shí)延增加就很明顯了
然后是PCIe,前面已經(jīng)有圖說(shuō)明,Zen用于CPU之間互連的IFIS與PCIe通道是復(fù)用的,即單路(單CPU)的情況下全都用于PCIe通道,共有128個(gè);雙路(雙CPU)的情況下每個(gè)CPU都要拿出一半來(lái)作為(兩者之間的)IFIS,所以(對(duì)外的)PCIe通道數(shù)量仍然是128個(gè),沒(méi)有隨著CPU數(shù)量的增加而增長(zhǎng)。
簡(jiǎn)單歸納一下,Zen架構(gòu)的問(wèn)題是:核數(shù)越多,內(nèi)存訪問(wèn)的一致性越差;CPU數(shù)量增加,外部I/O的擴(kuò)展能力不變——NUMA引發(fā)的跨CPU訪問(wèn)時(shí)延增長(zhǎng)問(wèn)題還更嚴(yán)重。
單CPU就能提供128個(gè)PCIe 3.0通道原本是第一代EPYC處理器的一大優(yōu)勢(shì),但雙CPU仍然是這么多,就略顯尷尬了
核數(shù)進(jìn)一步增加的困難很大,不論是增加每個(gè)CCD的核數(shù),還是增加CCD的數(shù)量,都要面臨互連的復(fù)雜度問(wèn)題,也會(huì)進(jìn)一步惡化一致性。
說(shuō)得更直白一些,就是Zen架構(gòu)的擴(kuò)展能力比較有限,難以支持更大的規(guī)模。
既然雙路配置有利有弊,AMD又是時(shí)隔多年重返服務(wù)器市場(chǎng),單路一度被認(rèn)為是EPYC的突破口,譬如戴爾(Dell)在2018年初推出三款基于第一代EPYC的PowerEdge服務(wù)器,其中就有兩款是單路。
1U的R6415和2U的R7415都是單路服務(wù)器
類(lèi)似的情況在通常用不到那么多核及I/O擴(kuò)展能力的PC市場(chǎng)體現(xiàn)得更為明顯,在只需要一到兩個(gè)CCD即可的情況下,消費(fèi)者更多感受到的是低成本帶來(lái)的高性價(jià)比,所以“AMD Yes!”的鼓噪主要來(lái)自個(gè)人用戶,服務(wù)器市場(chǎng)在等待EPYC的進(jìn)一步成熟。
只有1個(gè)die的Ryzen將Zen架構(gòu)的缺點(diǎn)最小化,獲得個(gè)人用戶的喜愛(ài)也就不足為奇了
Chiplet:異構(gòu)混合模塊化的是與非
時(shí)隔兩年之后,AMD推出基于Zen 2架構(gòu)的第二代EPYC處理器,通過(guò)架構(gòu)與制程一體優(yōu)化,達(dá)到最高64核、256 MiB L3 Cache,分別是第一代EPYC的2倍和4倍,內(nèi)存訪問(wèn)一致性和雙路的擴(kuò)展性也有不同程度的改善,終于獲得了一眾云服務(wù)提供商(CSP)的青睞。
Zen 2的整體設(shè)計(jì)思維是Zen的延續(xù),但做了很多明顯的改進(jìn),配合制程(部分)升級(jí)到7nm,突破了Zen和Zen+在規(guī)模擴(kuò)展上的限制。
首先,Zen2架構(gòu)延續(xù)了Zen/Zen+架構(gòu)每個(gè)CCD有2個(gè)CCX、每個(gè)CCX有4個(gè)核芯共享L3 Cache的布局,但是每個(gè)核芯的L3 Cache增大一倍,來(lái)到4MiB,每個(gè)CCX有16 MiB L3 Cache,是Zen/Zen+架構(gòu)的兩倍。
CCD層面的主要變化是把DDR內(nèi)存、對(duì)外的Infinity Fabric(IFOP/IFIS)和PCIe控制器等I/O器件剝離,以便于升級(jí)到7nm制程。AMD表示,第一代EPYC中,上述I/O器件占CCD芯片面積的比例達(dá)到44%,從制程提高到7nm中獲益很??;而第二代EPYC的7nm CCD中,CPU和L3 Cache這些核心計(jì)算、存儲(chǔ)器件的占比,高達(dá)86%,具有很好的經(jīng)濟(jì)性。
被從CCD中拿出來(lái)的DDR內(nèi)存控制器、Infinity Fabric和PCIe控制器等I/O器件,組成了一個(gè)單獨(dú)的I/O芯片,即I/O Die,簡(jiǎn)稱IOD,仍然采用成熟的14nm工藝。
自左至右,分別是傳統(tǒng)單片式、第一代EPYC的MCM、第二代EPYC的Chiplet三種架構(gòu)的示意圖
一個(gè)IOD居中,最多8個(gè)CCD圍繞著它,AMD把這種做法稱為Chiplet(小芯片)。
如果繼續(xù)拿數(shù)據(jù)中心的模塊化來(lái)強(qiáng)行類(lèi)比,相當(dāng)于把整個(gè)園區(qū)內(nèi)的變電站、柴發(fā)、冷站、辦公和接待區(qū)域都整合到一個(gè)建筑里,位于園區(qū)中央,周?chē)菢?gòu)造完全相同的一座座機(jī)房樓……你說(shuō),這樣一個(gè)所有機(jī)房樓都離不開(kāi)的建筑,該有多重要?
僅從布局看,和第二代EPYC處理器有點(diǎn)像的數(shù)據(jù)中心,但變電站在園區(qū)外,制冷也是分布式的(與4個(gè)機(jī)房模塊在一起),中間的建筑并沒(méi)有上面設(shè)想的那么重要
第一代EPYC處理器(Naples)與第二代EPYC處理器(Rome)的片上布局對(duì)比,后者是1個(gè)IOD + 8個(gè)CCD,共9個(gè)小芯片組成的混合多die設(shè)計(jì)
因?yàn)镃CD的數(shù)量增加一倍,所以Rome的核數(shù)可以達(dá)到Naples的兩倍;因?yàn)槊總€(gè)CCX/CPU核芯的L3 Cache容量也增加了一倍,所以Rome的L3 Cache總?cè)萘靠梢赃_(dá)到Naples的四倍。
14nm IOD + 7nm CCD的組合——因?yàn)椴皇侨可?jí)到7nm,所以我更愿意稱之為制程的“優(yōu)化”——體現(xiàn)了更高的擴(kuò)展性和靈活性,使第二代EPYC能夠以較低的制造成本提供更豐富的產(chǎn)品組合,提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但是,事情并沒(méi)有看起來(lái)這么簡(jiǎn)單,要了解產(chǎn)品的具體構(gòu)成和預(yù)期的性能表現(xiàn),您還需要繼續(xù)往下看。
2019年8月,第二代EPYC正式發(fā)布后不久,AMD在Hot Chips大會(huì)上介紹了Zen 2產(chǎn)品的Chiplet設(shè)計(jì)。可能是之前有Zen+架構(gòu)采用12nm制程的緣故吧,IOD的制程被寫(xiě)成了12nm,其他場(chǎng)合的官方材料都是14nm,所以我們還是以后者為準(zhǔn)
今年2月IEEE的ISSCC(International Solid-State Circuits Conference,國(guó)際固態(tài)電路峰會(huì))2020上,AMD更詳細(xì)的介紹了Zen 2這一代產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。結(jié)合前一幅圖可以看到,第二代EPYC的IOD具有83.4億晶體管,數(shù)量與同樣采用14nm制程的英特爾Skylake/Cascade Lake相當(dāng)——雖然兩者的晶體管類(lèi)型構(gòu)成有很大差別,但可以作為一個(gè)參照,說(shuō)明這個(gè)IOD自身的規(guī)模和復(fù)雜度。
從紅框中的選項(xiàng)來(lái)看,EPYC 7302 CPU有4個(gè)CCD,每個(gè)CCX有2個(gè)核芯,可以選擇各啟用1個(gè)
IOD集中所有I/O器件的一個(gè)好處是,CPU能提供的內(nèi)存通道數(shù)量與CCD的數(shù)量無(wú)關(guān)。E企實(shí)驗(yàn)室前一陣測(cè)試了基于第二代EPYC處理器的Dell PowerEdge R7525服務(wù)器,送測(cè)配置包括2個(gè)AMD EPYC 7302處理器,從PowerEdge R7525的BIOS設(shè)置中可以看到,這款16核的CPU有4個(gè)CCD(而不是8個(gè)),應(yīng)該對(duì)應(yīng)下圖中右二的情形:
上方柱狀圖是AMD列出7+14nm Chiplet方案與假設(shè)的單片7nm方案相比,成本優(yōu)勢(shì)可以達(dá)到一半以上(64核沒(méi)有假設(shè),可能是指單片式很難制造);下方從左至右依次是8、6、4、2個(gè)CCD的布局,原則是盡可能的對(duì)稱
雖然7302在EPYC 7002系列產(chǎn)品中定位偏低端,只有16個(gè)核芯,用4個(gè)CCX就能滿足,但是它擁有128MiB的L3 Cache,這又需要8個(gè)CCX才可以。因此,7302的每個(gè)CCX只有2個(gè)核芯,享受原本屬于4個(gè)核芯的16 MiB L3 Cache。
從EPYC 7002系列的配置表中可以看出,7302下面72開(kāi)頭的產(chǎn)品才是真正的低端,譬如同樣是16核的7282,不僅L3 Cache容量只有7302的一半(倒是符合每核4 MiB的“標(biāo)配”),而且僅支持4個(gè)內(nèi)存通道,也是7302等產(chǎn)品的一半——說(shuō)明其CCD數(shù)量是2個(gè),就像前一幅圖右下方所示的情況——4個(gè)內(nèi)存通道配置的運(yùn)行頻率也低,只有DDR4-2667,與標(biāo)準(zhǔn)的8通道DDR4-3200相比,理論內(nèi)存帶寬僅為40%多
Dell PowerEdge R7525用戶手冊(cè)里對(duì)內(nèi)存條的安裝位置有很詳細(xì)的說(shuō)明,畢竟插滿8個(gè)內(nèi)存通道和只用4個(gè)內(nèi)存通道,性能差距太大
IOD集中所有I/O對(duì)性能也有好處,因?yàn)閮?nèi)存控制器集中在一個(gè)芯片上,有助于降低內(nèi)存訪問(wèn)的局部性(NUMA)。不過(guò),AMD在很多場(chǎng)合放出的示意圖很有誤導(dǎo)性,容易讓人以為,對(duì)Rome(下圖右側(cè))來(lái)說(shuō),同一個(gè)CPU上的內(nèi)存訪問(wèn)是不存在NUMA的。
從上面的數(shù)據(jù)來(lái)看,第二代EPYC處理器的“本地”內(nèi)存訪問(wèn)時(shí)延有所增長(zhǎng),畢竟內(nèi)存控制器和CCX不在一個(gè)die上了;收益是跨CPU內(nèi)存訪問(wèn)的時(shí)延有所下降,總體更為平均
好在,稍微詳細(xì)一點(diǎn)的架構(gòu)示意圖表明,一個(gè)EPYC 7002系列CPU內(nèi)部的內(nèi)存訪問(wèn)仍然會(huì)有“遠(yuǎn)近”之分:
Dell PowerEdge R7525的BIOS配置中,可以在L3 Cache的NUMA設(shè)置為Enabled之后,看到每個(gè)CPU內(nèi)部其實(shí)還是可以像EPYC 7001系列一樣,分成4個(gè)不同的NUMA區(qū)域
這時(shí)學(xué)術(shù)性會(huì)議的價(jià)值就體現(xiàn)出來(lái)。AMD在ISSCC 2020上的演講表明,完整版的Server IOD要承載的功能太多,已經(jīng)有太多的晶體管,中間都被Infinity Fabric和PCIe相關(guān)的I/O所占據(jù),內(nèi)存控制器只能兩兩一組布置在IOD的四角,每2個(gè)CCD就近共享2個(gè)內(nèi)存控制器。由于中間已經(jīng)沒(méi)有走線空間,只能構(gòu)成一個(gè)沒(méi)有對(duì)角線連接的2D-mesh拓?fù)洹獌H從拓?fù)浣嵌榷?,還不如EPYC 7001系列4個(gè)CCD的full-mesh連接方式。所以,臨近的訪問(wèn)有長(zhǎng)短邊造成的延遲差異,對(duì)角線的內(nèi)存訪問(wèn)因?yàn)橐哌^(guò)一長(zhǎng)一短兩條邊,沒(méi)有捷徑可走,自然要更慢一些。
注意放大看IOD布局示意圖和右側(cè)1~4的不同等級(jí)時(shí)延注解,可以理解為每個(gè)CPU內(nèi)部仍然分為4個(gè)NUMA區(qū)域:本地、短邊、長(zhǎng)邊、(拐個(gè)彎才能抵達(dá)的)對(duì)角線
Hot Chips大會(huì)上的這張示意圖突出了不同功能的Infinity Fabric導(dǎo)致的IOD中部擁擠,和DDR內(nèi)存控制器都被擠到邊角上的感覺(jué)。結(jié)合前一張圖,不難理解,像EPYC 7282這樣只有2個(gè)CCD對(duì)角線布置的低端SKU,另一條對(duì)角線上的4個(gè)DDR內(nèi)存控制器主要起增加內(nèi)存容量的作用,不如只保留CCD就近的4個(gè)內(nèi)存通道
總之,不管是EPYC 7001系列的MCM,還是EPYC 7002系列的Chiplet,隨著芯片數(shù)量的增長(zhǎng),性能肯定會(huì)受到越來(lái)越明顯的影響(而不是近乎線性的同步提升),只是好的架構(gòu)會(huì)延緩總體性能增長(zhǎng)的衰減速度。
這里我們可以回過(guò)頭來(lái)看看同樣基于Zen 2架構(gòu)的第三代AMD Ryzen處理器,主流PC產(chǎn)品沒(méi)有那么多核數(shù)要求,只用2個(gè)CCD即可滿足,所以其配套的Client IOD(cIOD)正好是Server IOD的四分之一,從前面圖中晶體管數(shù)量的對(duì)比(20.9億 vs. 83.4億)也可以看出來(lái)。
代號(hào)“Matisse”的第三代Ryzen,仍然可以看到兩個(gè)DDR4內(nèi)存控制器偏居一隅的“遺存”,但對(duì)兩個(gè)CCD已經(jīng)公平了很多,基本不存在NUMA問(wèn)題。也就難怪“AMD真香”黨在消費(fèi)類(lèi)用戶中比例要大得多
盡管CCD升級(jí)到了7nm,但更多核芯、更大得多的L3 Cache,意味著整體功耗的上升,譬如同樣16核的7302和7282,前者Cache大一倍,頻率略有提高,默認(rèn)TDP就來(lái)到了155W,Dell為送測(cè)的R7525配備了180W的散熱器——而EPYC 7282的TDP則“只有”120/150W。當(dāng)然,CCD應(yīng)用7nm的效果還是比較明顯的,同樣16核、L3 Cache只有7302四分之一,運(yùn)行頻率還低500MHz的7301,TDP也有150/170W,基本與7302相當(dāng)。
為了滿足云計(jì)算、高性能計(jì)算(HPC)和虛擬化等場(chǎng)景的用戶需求,AMD又向EPYC 7002系列CPU中增加了大量多核大(L3) Cache以及核數(shù)雖少但頻率很高的型號(hào)(如今年初發(fā)布的7Fx2系列),導(dǎo)致全系列產(chǎn)品中TDP在200W以上的SKU占比很高,也給服務(wù)器的散熱設(shè)計(jì)帶來(lái)了更高的挑戰(zhàn)。
200W+的CPU將越來(lái)越常見(jiàn)
EPYC 7002系列的另一大改進(jìn)是PCIe從3.0升級(jí)到4.0,單路仍然是128個(gè)通道,但雙路可以支持多達(dá)160個(gè)通道(譬如Dell PowerEdge R7525的特定配置)——在主板支持的情況下。第一代EPYC處理器推出時(shí)的一個(gè)賣(mài)點(diǎn)是,為其設(shè)計(jì)的主板也可以支持第二代EPYC處理器。沒(méi)有廣而告之的是,要支持PCIe 4.0,主板需要重新設(shè)計(jì)。用老主板可以更快的把第二代EPYC處理器推向市場(chǎng),卻不能充分發(fā)揮新CPU的全部能力。
不過(guò),PCIe 4.0本身就是一個(gè)很大的話題,留待以后(有機(jī)會(huì)的話)專文討論。
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