AMD在今年8月伺服器新品發表會上,正式推出高達64核心EPYC處理器,目前已經上市。

新一代64核心CPU的出現,將會如何影響未來伺服器設計,對於企業採用又將會帶來哪些影響,以下10個Q&A告訴你。

Q1:一顆CPU為何能夠放進64個運算核心?

A:關鍵在於採用了和以往截然不同的MCM多晶片模組封裝技術(Multi-Chip-Module),可以一次將多核心、多個晶粒(Die),封裝在一個整合的單一CPU,來取代原本多核心單晶粒(Monolithic Die)的封裝方式,藉此來提高CPU核心數。

不同常見多核CPU設計,是將多個核心封裝在單一晶粒,採用MCM作法的新一代多核CPU設計,則是改以多晶粒架構,將一個更大核心,分拆成多個小核心,封裝在多個晶粒裡,再整合成單一CPU,比起原生多核設計,能以更低功耗、更高良率的生產方式,來增加核心數。最近2年,越來越多新一代多核心CPU設計也都整合MCM技術,如AMD 64核心EPYC處理器、英特爾56核心Xeon Scalable處理器等。

Q2: MCM多晶片封裝技術是全新技術嗎?

A:不是。早在1995年,英特爾推出Pentium Pro微處理器時,就曾採用MCM多晶片封裝技術,來提高CPU執行效能,將L2記憶體與本體處理器電路同時封裝到單一CPU晶片,更在相隔10年發表新款Pentium D與Xeon 5000系列同樣利用此技術,推出首款雙核心處理器。更早之前,IBM也曾將MCM技術用於大型主機推出另一款雙核處理器Power4。

不過,主流多核心處理器,仍採原生多核設計來提高CPU核心數,直到近幾年,CPU核心數增加趨緩,難以有突破性的增長,例如三年前原生多核設計的Xeon CPU最高僅達24核心,直到2017年,AMD才重新引進MCM技術,打造更高核心的32核心處理器,之後也被運用在設計新一代CPU。

Q3:這個處理器總共用了多少顆電晶體?

A:這款處理器是採用最先進7奈米製程打造的首款x86伺服器CPU,內含有高達320億個電晶體,可以提供比前一代更多一倍核心數與處理效能。

Q4:64核心處理器最大好處?

A:最大好處是可以有效降低整體成本,包含購買伺服器成本與後續營運成本。例如,在相同64核心的數量下,原本需要兩臺32核心單路伺服器,才能執行的運算工作,改用單顆64核心處理器後,現在只要配置一臺單路伺服器就夠用了,不僅伺服器數量減半,也能有效節省機房空間,如改用1U高度的64核心單路伺服器,來取代4臺1U高度16核單路伺服器,或者2臺2U高度雙16核二路伺服器。

另以AMD的內部測試數據進行比較,使用相同2,500個核心用於虛擬化應用,對比英特爾2路Xeon伺服器,採用AMD的64核心單路伺服器,只需不到一半的Xeon伺服器數量,而且也更省電,可降低多達61%的功耗,達到節能的作用。

另一個好處是,64核心處理器可以提供運算力更強的VM。若以每個VM(虛擬機器)搭配一個vCPU,每個vCPU配上一個實體核心,64個核心最少可以提供處理器獨占64個vCPU的VM,來執行各別運算工作,不過,VMware仍建議,應適量開啟為佳,但是,核心數的增長,的確可以增加VM。

Q5:處理器核心越多越好嗎?

A:不一定。因為光只有硬體還不夠,還需軟體搭配,對於這些處理器增加的CPU核心,須加入更多軟體應用支援來達到最佳化,才能夠充分調度使用所有核心資源,以發揮出最大核心效益。

Q6:在單臺伺服器上裝上了一顆64核或兩顆32核CPU,有什麼差別嗎?

A:有。差別在於伺服器記憶體配置設計架構的不同。

不像單路伺服器,是由一顆CPU來控制全部記憶體,常見2路伺服器,通常會是由兩顆CPU來對分記憶體,因此,在處理虛擬化具有大量記憶體需求的應用程式或密集型運算時,VM一旦用量超過其中一顆CPU記憶體,就必須通過內部I/O到另一顆CPU配置的記憶體上存取資料,處理效率就不如可以控制全部記憶體的單路伺服器。在這個情況下,採用64核單路伺服器,就會比一臺雙32核二路伺服器處理效能來得更好。

Q7:採用64核心處理器,VMware的軟體授權有更貴嗎?

A:不會。VMware目前是依一臺伺服器配置的CPU插槽數來計價,所以,當一顆CPU含有的核心數越多時,代表它可以承載的虛擬化比例更高,也意謂著,在相同一個插槽的單路伺服器上,現在可以執行更多VM,變成每個VM單位成本,就會下降。不過,採用微軟Windows Server Datacenter版的授權模式,則是以處理器核心計費,所以,64核心處理器的授權費用會更高。

Q8:64核心單路伺服器,未來會取代主流2路或更高階多路伺服器的功能嗎?

A:無法完全取代。因為和2路或多路伺服器的使用特性有本質上不同,即使核心數相同,單路仍無法取代多路,譬如就擴充性來講,2路伺服器的擴充性就比入門級的單路伺服器更高,可以配置記憶體與I/O數量更多,但在單路伺服器上目前還沒有類似設計;再者,當採用更高階的4路、8路伺服器時,不光是CPU核心數,還需考慮許多不同設計環節,例如不只要達到伺服器系統更高可靠性、高可用性等級,才能讓關鍵式應用可以在上面來執行,還要加入許多安全機制,如記憶體保護等,來提高整體安全防護,以降低資安風險。

Q9:64核心EPYC處理器產品何時上市?多少廠商支援?

A:8月7日已正式出貨。第一波採用這款64核心CPU的伺服器廠商也不少,包括HPE、聯想、技嘉、Supermicro與雲達科技等,HPE更直接上市。Dell也預告,即將推出搭載此款處理器的新款伺服器產品。

Q10:前一代EPYC伺服器也能直接用新一代處理器嗎?

A:可以。64核EPYC處理器與前一代32核心處理器維持採用相同腳位設計,因此,前一代EPYC伺服器可以直接更換處理器升級到最新一代。甚至也將相容下一代代號Milan的EPYC處理器。


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