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AMDがEPYC「Milan」7003 CPUを発表、Zen 3は64コアのサーバーチップに搭載

AMDは本日、EPYC 7003「Milan」プロセッサを発表しました。同社の強力なZen 3アーキテクチャをサーバー市場に初めて導入するこのチップは、同社のフラッグシップである64コア128スレッドのEPYC 7763と並んで、世界最速のサーバープロセッサとしてリードする地位を確立したとAMDは主張しています。他のMilanシリーズ製品と同様に、このチップは7nmプロセスで製造され、既存のサーバーとの互換性を備えています。AMDによると、このチップはHPC、クラウド、エンタープライズワークロードにおいて、Intelの競合製品であるXeon Cascade Lake Refreshチップの最大2倍の性能を発揮し、同時に大幅に優れた価格性能比も実現しています。

Milanの俊敏性は、Zen 3アーキテクチャとチップレットベースの設計にあります。このマイクロアーキテクチャは、デスクトップPC市場を席巻するAMDのRyzen 5000シリーズチップと同様のメリットを多く備えています。例えば、IPCが19%向上し、統合L3キャッシュが拡大しています。これらの特性は、シングルスレッド処理などの主要分野において、Intelの老舗Xeonシリーズに対するAMDの優位性を高め、より幅広いアプリケーションでより洗練されたパフォーマンスプロファイルを提供します。

EPYCラインナップの他の魅力的な機能、例えば強化されたセキュリティ、業界をリードするメモリ帯域幅、PCIe 4.0インターフェースなども引き続き採用されています。AMDは、製品スタックを細分化するためにIntelが採用している厳格な機能削減とは対照的に、すべてのチップですべての機能を提供するという一貫したアプローチを続けています。AMDはこれまでと同様にシングルソケットのPシリーズモデルも提供していますが、標準ラインナップはデュアルソケット(2P)サーバー向けに設計されています。

AMD EPYC ミラノ

(画像提供:AMD)

AMD EPYC 7003シリーズMilanの仕様と価格

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行0 - セル0コア/スレッドベース/ブースト(GHz)L3キャッシュ(MB)TDP(ワット)1K単価
EPYC ミラノ 776364 / 1282.45 / 3.52562807,890ドル
EPYC ミラノ 771364 / 1282.0 / 3.6752562257,060ドル
EPYC ローマ 7H1264 / 1282.6 / 3.3256280?
EPYC ローマ 774264 / 1282.25 / 3.42562256,950ドル
EPYC ミラノ 766356 / 1122.0 / 3.52562406,366ドル
EPYC ミラノ 764348 / 962.3 / 3.62562254.995ドル
EPYC ミラノ 7F5332 / 642.95 / 4.02562804,860ドル
EPYC ミラノ 745328 / 562.75 / 3.45642251,570ドル
Xeon Gold 6258R28 / 562.7 / 4.038.52053,651ドル
EPYC ミラン 74F324 / 483.2 / 4.02562402,900ドル
EPYC ローマ 7F7224 / 483.2 / 約3.71922402,450ドル
Xeon Gold 6248R24 / 483.0 / 4.035.752052,700ドル
EPYC ミラノ 744324 / 482.85 / 4.01282002,010ドル
EPYC ローマ 740224 / 482.8 / 3.351281801,783ドル
EPYC ミラン 73F316 / 323.5 / 4.02562403,521ドル
EPYC ローマ 7F5216 / 323.5 / 約3.92562403,100ドル
Xeon Gold 6246R16 / 323.4 / 4.135.752053,286ドル
EPYC ミラノ 734316 / 323.2 / 3.91281901,565ドル
EPYC ローマ 730216 / 323.0 / 3.3128155978ドル
EPYC ミラン 72F38月16日3.7 / 4.12561802,468ドル
EPYC ローマ 7F328月16日3.7 / 約3.91281802,100ドル
Xeon Gold 62508月16日3.9 / 4.535.751853,400ドル

AMDは本日、合計19種類のEPYC Milan SKUを発表しましたが、上記の表では主要な価格帯に絞り込みました。新しいMilan SKUの全リストは、記事の後半に掲載しています。

EPYC Rome世代と同様に、Milanは8コアから64コアまでをカバーし、IntelのCascade Lake Refreshは最大28コアです。すべてのMilanモデルはスレッド化に対応し、最大8つのDDR4-3200メモリチャネル、4TBのメモリ容量、128レーンのPCIe 4.0接続をサポートします。AMDは標準的なシングルソケットおよびデュアルソケットプラットフォームの両方をサポートしており、Pシリーズチップはシングルソケットサーバーに搭載可能です(これらのモデルは下記の拡張リストに記載されています)。これらのチップは既存のRomeソケットと互換性があります。

AMDは昨年、周波数最適化された16、24、32コアのFシリーズモデルをRomeラインナップに追加しました。これにより、これまでIntelが優勢だったデータベースなどの周波数制約の厳しいワークロードにおけるパフォーマンス向上に貢献しました。これらのモデルは、標準モデルと比較して、より高いクロック速度、キャッシュ容量、TDPに重点を置いて復活しました。AMDはまた、HPCワークロード向けに高クロックの64コア7H12モデルをRomeラインナップに追加しましたが、このハイエンドクラスのチップは標準のMilanスタックに組み込まれただけです。  

そのため、64コア128スレッドのEPYC 7763は、ベース/ブースト周波数が2.45GHz/3.5GHz、TDPが280Wとなっています。このフラッグシップモデルは、256MBのL3キャッシュを搭載し、225Wから280Wまでの任意のTDPに調整可能なTDPをサポートしています。

7763 は Milan シリーズの最高 TDP 定格をマークしていますが、同社には、より主流のアプリケーション向けに 225W ~ 240W の TDP 範囲をサポートする 225W 64 コアの 7713 モデルもあります。 

すべてのMilanモデルにはデフォルトのTDP定格(上記に記載)が付属していますが、より低い最小値(cTDP Min)とより高い最大値(cTDP Max)のしきい値間で動作させることができるため、製品スタック内でかなり柔軟な構成が可能です。各モデルのcTDP範囲の詳細は、以下の拡張仕様リストに記載されています。

Milanの調整可能なTDPにより、顧客は異なる熱範囲に合わせてカスタマイズできるようになりました。AMDのデータセンターおよび組み込みソリューショングループ担当SVP兼GMであるForrest Norrod氏は、この戦略の転換は最初のFシリーズおよびHシリーズプロセッサから得られた教訓に基づいていると述べています。これらの280Wプロセッサは、堅牢な水冷システム向けに設計されており、プラットフォームのコストがかなり高くなる傾向がありますが、OEMメーカーはこれらの高速モデルの熱出力に十分対応できる空冷サーバーを設計することに驚くほど長けていました。そのため、AMDは280W 64コアモデルを標準ラインナップに追加し、スタック全体でTDP範囲を制御できる機能を拡張しました。 

AMDは、EPYC 7453と7663という、それぞれ28コアと56コアのオプションも追加しました。ノロッド氏は、AMDの顧客の多くが、28コアの倍数を搭載したIntelの最上位サーバー向けにアプリケーションを最適化していることに気づいたと説明しました。そこでAMDは、こうした最適化と連携する新モデルを追加し、顧客がXeonプラットフォーム向けに最適化されたアプリケーションをより容易に移植できるようにしました。当然のことながら、AMDの28コア製品の1,570ドルという価格は、Intelの28コア製品の希望小売価格3,651ドルと比べても十分に魅力的です。

AMDは、顧客の購買傾向に基づき、製品ラインナップにいくつかの調整を加えました。例えば、8コアモデル3機種をFシリーズ1機種に削減し、12コアオプションを完全に廃止しました。また、メモリスループットの影響を受けないワークロードのコスト削減のため、全モデルに6ウェイメモリインターリーブのサポートを追加しました。

全体的に、Milan は、どのコア数でも、TDP 範囲、メモリ、PCIe サポートが前世代機と同等ですが、クロック速度、パフォーマンス、価格が高くなります。 

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AMD EPYC Milanアーキテクチャ
(画像提供:AMD)

Milanは、Zen 3マイクロアーキテクチャによるパフォーマンス向上も実現しています。IPCと周波数の向上に加え、ソケットの熱制約内で最大限のパフォーマンスを引き出す、より洗練されたブーストアルゴリズムにより、長らくXeonが優位に立ってきた低スレッドワークロードにおけるMilanのパフォーマンスが向上しています。コアあたりのパフォーマンス向上は、スレッドワークロードにおいても高速化をもたらします。

一方、統合された L3 キャッシュが大きくなったことでトポロジが簡素化され、標準アプリケーションとの互換性が広がり、以前の世代の EPYC モデルで見られたまれな奇抜さの大部分が排除されました。 

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Zen 3 マイクロアーキテクチャは、メモリ待ち時間の短縮、INT8 および浮動小数点パフォーマンスの 2 倍、整数スループットの向上など、デスクトップ PC やノートブック モデルで見られたのと同じ基本的な利点をもたらします (アーキテクチャの詳細については、こちらを参照してください)。

AMDはまた、メモリ保護キーのサポート、VAES/VPCLMULQD命令のAVX2サポート、ハイパーバイザーおよびVMメモリ/レジスタのセキュリティ強化、リターン指向プログラミング攻撃に対する保護機能の追加、そしてSpectre脆弱性に対するシリコン内緩和策を提供するためのZen 3マイクロアーキテクチャへのジャストインタイムアップデート(上記スライドに記載されているその他の機能強化を含む)も追加しました。これまでと同様に、MilanはMeltdown、Foreshadow、Spoilerといった他の主要なセキュリティ脆弱性の影響を受けません。 

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AMD EPYC ミラノ SoC
(画像提供:AMD)

EPYC Milan SoCは、Romeモデルと同じ(最大)9チップレット設計を採用し、既存の第2世代EPYCサーバーとの互換性を備えています。コンシューマー向けチップと同様に、Zen 3アーキテクチャに基づくコアコンプレックスダイ(CCD)は、8つのコアが1つの連続した32MBのL3キャッシュスライスに接続されています。これは、Zen 2がそれぞれ2つの16MBクラスターを持つ2つの4コアCCXを搭載していたのとは対照的です。この新しい配置により、8つのコアすべてが通信して32MBのL3キャッシュに直接アクセスできるようになり、レイテンシが低減されます。

この設計により、単一コアで利用可能なキャッシュ容量も増加し、マルチスレッドアプリケーションのパフォーマンスが向上します。また、コア数の少ないMilanモデルでも、Romeモデルよりも大幅に多くのL3キャッシュにアクセスできるようになります。コア対キャッシュ比の向上により、HPCやリレーショナルデータベースなどのワークロードのパフォーマンスが向上します。

第2世代EPYCモデルは8チャネルまたは4チャネルのメモリ構成をサポートしていましたが、Milanでは6チャネルインターリーブのサポートが追加されました。これにより、メモリ使用量に制限のないお客様は、システムRAMの使用量を減らしてコストを削減できます。6チャネル構成は、チャネルあたり1つのDIMM(1DPC)実装で、同じDDR4-3200仕様をサポートします。この機能はMilanスタック全体で有効になっていますが、AMDはコア数が少ないモデルで最も効果的であると考えています。 

Milanは、I/Oダイ(IOD)にAMDセキュアプロセッサ(32ビット)を搭載し、AMDのハードウェアベースのセキュアメモリ暗号化(SME)およびセキュア暗号化仮想化(SEV)機能の鍵生成・管理といった暗号化機能を管理します。これらはIntelのCascade Lakeプロセッサに対する重要な優位性ですが、Ice Lakeは独自のメモリ暗号化機能も提供します。AMDセキュアプロセッサは、ハードウェア検証済みのブート機能も管理します。 

AMD EPYC Milanのパフォーマンス

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AMD EPYC Milanのパフォーマンス
(画像提供:AMD)

AMDは社内テストに基づいた独自のパフォーマンス予測を提供しています。しかし、ベンダーが提供する他のベンチマークと同様に、これらの予測には適切な注意が必要です。テストに関する脚注は記事の最後に記載しています。 

AMDは、MilanチップがHPC、クラウド、エンタープライズワークロード向けの最速サーバープロセッサであると主張しています。最初のスライドでは、SPECrate2017_int_baseにおける過去数年間のIntelとの比較で、AMDの進歩を概説し、世代交代によるパフォーマンスの大幅な向上が継続的に達成されていることを示しています。2番目のスライドでは、SPECrate2017_int_baseがMilan製品群全体にわたってどのように拡張されているかを示し、比較のために、28コアの6258Rと16コアの4216という2つの主要Intelモデルについて、Intelが公表している最高スコアも示しています。 

より広範なアプリケーションに目を向けると、AMDによると、既存の2ソケット7H12システムは、SPEC2017浮動小数点テストで既にXeonを大きくリードしているが、Milan 7763は、その差をXeon 6258Rに対して106%も広げている。AMDはこの比較を2つの最上位チップについて行っているが、これは少し不均衡であることに注意する必要がある。6258Rのトレイ価格は3,651ドルであるのに対し、7763の希望小売価格は7,890ドルである。AMDはまた、SPEC2017整数テストでこの2つを比較したベンチマークも公開し、同様に106%の高速化を主張している。AMDがエンタープライズワークロードの一般的な基準として使用しているSPECJBB 2015テストでは、AMDは6258Rよりも117%高いパフォーマンスを主張している。 

同社はまた、Intel の 6258R と比較した自社製品スタックの中間のパフォーマンスを示すいくつかのテスト結果を公開し、自社の 32 コア部分も 6258R よりもパフォーマンスが優れていると主張しました。これらすべてが、より低い価格とより高いコンピューティング密度 (サーバーの数が少なくなり、スペース要件が減り、全体的な消費電力が低減する) の利点によって、顧客の TCO の改善につながります。 

最後に、AMDは幅広いエコシステムパートナーと提携しており、Dell、HP、LenovoをはじめとするトップクラスのOEMから、完全に検証済みのプラットフォームを提供しています。これらのプラットフォームは、幅広いソリューションプロバイダーからも提供されています。AMDは、AWS、Azure、Google Cloud、Oracleなど、主要なクラウドサービスプロバイダーから提供される豊富なインスタンスリストも提供しています。 

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AMD EPYC Milan SKU の位置付け
(画像提供:AMD)

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モデル #コアスレッドベース周波数(GHz)最大ブースト周波数(最大GHz11)デフォルトのTDP(ワット)cTDP 最小値 (w)cTDP最大値(w)L3キャッシュ(MB)DDRチャネル最大 DDR 周波数 (1DPC)PCIe 41Kuの価格
7763641282.453.5028022528025683200128倍7,890ドル
7713641282.003.6822522524025683200X1287,060ドル
7713P641282.003.6822522524025683200X1285,010ドル
7663561122.003.5024022524025683200128倍6,366ドル
764348962.303.6022522524025683200128倍4,995ドル
75F332642.954.0028022528025683200× 1284,860ドル
754332642.803.7022522524025683200128倍3,761ドル
7543P32642.803.7022522524025683200X1282,730ドル
751332642.603.6520016520012883200128倍2,840ドル
745328562.753.452252252406483200128倍1,570ドル
74F324483.204.0024022524025683200128倍2,900ドル
744324482.854.0020016520012883200128倍2,010ドル
7443P24482.854.0020016520012883200X1281,337ドル
741324482.653.6018016520012883200X1281,825ドル
73F316323.504.0024022524025683200128倍3,521ドル
734316323.203.9019016520012883200128倍1,565ドル
731316323.003.7015515518012883200X1281,083ドル
7313P16323.003.7015515518012883200X128913ドル
72F38163.704.1018016520025683200128倍2,468ドル

考え

AMD が本日一般公開した内容から、同社のデータセンター チップの今後の展開がよくわかるが、Intel が 10nm Ice Lake プロセッサの正式な詳細を発表するまでは、全容はわからない。 

AMDのEPYC MilanとIntelのIce Lakeは、いずれも量産が順調に進んでおり、両ラインナップとも数ヶ月前からハイパースケーラーやCSPに出荷されています。HPCとスーパーコンピューティング分野も早期にシリコンが供給される傾向があるため、市場の将来を占う確かな指標としても機能しています。AMDのEPYC Milanは既にこれらの分野で急速に普及しており、IntelのIce LakeがHPC市場でそれほど多くの成功を収めていないことを考えると、純粋に主観的な尺度で言えば、MilanがIce Lakeに対して何らかの優位性を持つ可能性があると容易に推測できます。

Intelは、AMDのEPYCの猛攻に対抗するため、既にサーバーチップの価格を大幅に引き下げています。同社が、堅牢なServer Selectプラットフォーム、幅広いソフトウェア最適化機能、ネットワーク、FPGA、Optaneメモリといったプラットフォーム隣接性といった、既存の優位性とそれに伴うあらゆる優位性、そして競争力維持のための積極的な価格設定を武器に攻勢に出ることは容易に想像できます。

AMDは、パンデミックによるサプライチェーンの混乱と、ここ数ヶ月にわたる爆発的な需要の高まりの中で、明らかにサーバープロセッサの供給を最優先にしてきました。同社が一般発売に向けてMilanの在庫構築に奔走していたと考えるのは当然です。AMDのフォレスト・ノロッド氏に話を聞いたところ、ミッションクリティカルなアプリケーションを利用する顧客に十分な供給を確保するための対策を講じているとのことでした。 

しかし、一つ確かなことは、x86サーバーベンダーはどちらも急速に拡大する市場の恩恵を受けているものの、ARMベースのサーバーは近年にないほど普及しているということです。現時点では、ARMの普及はAWSのGraviton 2チップのようなクラウドサービスプロバイダーに限られているようです。一方、一般的なデータセンターやエンタープライズでは、アプリケーションをARMアーキテクチャに移行する複雑さから、普及は遅れています。しかし、x86が近年で最も強力な脅威に直面している中、ARMベースプラットフォームの普及が継続し、拡大することで、今後数年間でこのパラダイムが変化する可能性があります。両x86ベンダーは、ARMとの競争に打ち勝つために、今後も大幅なパフォーマンス向上を着実に進めていく必要があるでしょう。 

残念ながら、今後1年間のx86の競争環境を真に把握するには、Ice Lakeの登場を待たなければなりません。つまり、AMDが次世代Genoaチップの開発に取り組み、IntelがSapphire Rapidsを準備する中で、データセンターがどのような姿になるのかはまだ不透明です。 

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AMD EPYC Milan 脚注
(画像提供:AMD)

ポール・アルコーンはTom's Hardware USの編集長です。CPU、ストレージ、エンタープライズハードウェアに関するニュースやレビューも執筆しています。