AMD：算力永无止境，创新永无极限

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在数字经济的大背景下，计算力就等于生产力。
将计算力融入企业，成就了数字化转型；将计算力融入智慧应用，成就了人工智能；将计算力融入各行各业，就推动了数字经济的实现。作为数字经济的“基石” ，数据中心作为承载计算力价值的主要载体，也面临着很多新的机遇与挑战。
AMD全球副总裁、中国区企业与商用事业部总经理刘宏兵在“2021开放数据中心峰会”上发表演讲，他说道， “从图灵计算机发明，到现在，尤其在近十年里，算力的需求变得永无止境。未来的5G、自动驾驶等新应用带来的数据的大爆发，都对数据中心的算力提出巨大要求。 ”

数据显示：我国数据中心建设正处于快速发展阶段，截至2020年底，在用数据中心机架规模约500万架，近5年年均增速逾30% ，高于全球数据中心的复合年增长率13% ，预计“十四五”末将发展到1800万架，这显示我国的数据中心市场规模也呈逐年增长态势。
一方面是规模的不断放大，另一方面则是对数据中心自身的精细化发展提出了更高的要求，更强的单位算力，更加绿色的节能方式，更智能的运维能力，在这些要求之上，数据中心的算力效率也成为了一个重要的核心要素。
处理器作为计算力最小的“单元” ，如何从“根”上就做好算力效率的提升呢？
刘宏兵认为，提高单位功耗的算力效率、模块化的小芯片架构的创新和内存安全性三个维度，是增强安全的算力效率提升的关键。
以专注应对永无止境的算力需求
有数据显示：过去几年，每年数据中心处理器的计算性能都以15%~20%的速度增长，但是其价格也以15%~20%的速度增长，这表示，虽然算力在提升，但是算力的效率并未得到提高。
要适应数字经济发展的快节奏，算力的提升必须是颠覆式的，缓慢的算力提升已经无法满足算力效率的高要求。
这是AMD之所以推出EPYC处理器的动因，尤其在今年， AMD发布了采用“Zen 3” 架构的第三代EPYC（霄龙）处理器，再次成为了“高效算力”的标杆。
刘宏兵说，一个决定算力效率的关键在于功耗。 “过去几年单CPU的功耗在迅速增加，同时每个CPU提供的算力在增加，衡量效率的重要标尺，就是单位功耗下提供的算力更强，这是AMD追求7nm制程技术的本质。 ”
如今，采用7nm技术的“Zen”核心，不断进化，一再刷新高性能的纪录。第三代EPYC从“Zen 2”到“Zen 3”代际IPC性能上实现了近19%的提升，经过测试，在很多的工作负载和很多基准测试中实现了约两倍的性能提升。

EPYC的超强性能也得到了客户的认可，在大数据、CDN、边缘计算以及视频转码与编解码等应用场景中，使用单颗EPYC处理器来构建低TCO的单路服务器，能够达到甚至超过用户使用传统的双路服务器的性能，这也是高效算力的极致体现。
“AMD能够保持高效创新的原因，在于我们的专注。 AMD作为一家创新的半导体公司，我们专注于计算的核心部件CPU ，专注与为客户提供最好的CPU ，提供最好的算力。 ” 刘宏兵表示。
推动小芯片技术成为行业主流
让7nm制程工艺将成为企业级处理器的主流工艺，不仅得益于AMD “Zen”架构的设计，还得益于AMD创新的模块化小芯片（Chiplet）架构，这一技术能够让AMD在适合的成本范围内批量生产小芯片，不断挑战更高的计算核心，并保持极高的良率，使得用户的计算成本不断降低。
“几年前，很多人对Chiplet并不欣赏，但如今看这个架构正在被很多业界的同行所接受。 ” 刘宏兵说。

传统系统芯片的设计方法是每一个组件放在单一裸晶上，功能越多，硅芯片尺寸越大。小芯片的做法是将大尺寸的多核心设计分散到个别微小裸芯片，比方处理器、模拟组件、存储器等，再用立体堆栈的方式，以封装技术做成一颗芯片。
【AMD：算力永无止境，创新永无极限】我们知道，极小尺寸下，芯片物理瓶颈越来越难以克服，节点越进化，微缩成本越高，所以处理器芯片每前进一个制程就代表了巨大的投入。而小芯片技术不仅能简化芯片设计复杂度，还能有效降低设计和生产成本。
小芯片通过先进封装技术，能将多种不同架构、不同工艺节点、甚至来自不同代工厂的专用硅块或IP块集成在一起，快速定制出芯片产品。这种技术，其实可以带来相当多的好处。
例如，减少内存与I/O间的瓶颈延迟，带来更高性能，还可以帮助降低研发成本，让更小制程的产品，更快的推向市场形成量产。还有一个关键的好处是，小芯片技术可以跨架构扩展，如AMD就在X86的架构中，使用了ARM的模块，以此实现了更丰富的创新价值。
当然， AMD也是小芯片技术的积极推动者。早在2017年， AMD就在其“Zen 2”架构中用小芯片来开发第一代EPYC服务器处理器，随后又在次年推出的企业级第二代EPYC处理器中支持8个小芯片，最多支持64个核心。
而第三代EPYC服务器处理器之所以性能强劲，同样源于采用了小芯片架构，能够在产品的配置方面给客户提供灵活性，让客户能够在选用方面更加容易。
内存加密技术，为客户吃下“定心丸”
除了高性能之外，当代以及未来数据中心会越来越关注安全。
数据的大集中其实也是风险的大集中，在数据中心当中，服务器的内存是个安全的盲点，如果黑客能够靠近内存，就可以通过内存偷走客户的数据。
据了解， EPYC处理器可以针对内存进行加密，通过EPYC内部的安全芯片产生秘钥，进而对内存进行加密，比如对页表进行加密。

如何理解这一功能呢？简单地说，而当用户将EPYC用以支撑虚拟化环境，并创建应用之后，虚拟机与虚拟机之间实现内存页表加密之后，能够极好地防范黑客攻击或非授权访问，这也是在云或虚拟化环境中，用户对安全性的一大诉求。
而最重要的是，使用EPYC处理器中的内存加密功能，用户无需修改任何应用代码，不需要重新进行编译，也不需要任何驱动，更重要的是，用户无需额外付费即可获得这一功能。做到了完全透明、用户无感知地进行直接内存加密。
内存加密技术，是AMD为客户吃下的“定心丸” 。帮助客户追求更高的安全性，一直是AMD在EPYC升级时的重中之重，不但持续了原来AMD的安全处理器核心的设计，还能够把处理器安全集成到IO die上，同时AMD也为密钥的生成、密钥的管理，提供了加密的功能，并且AMD启用了硬件验证的方式，能够实现以硬件信任更为基础的平台的安全，这些安全设计可以让第三代EPYC产品整个OS的核心处在非常安全的水平上。
例如， Google此前就宣布利用AMD 第三代EPYC处理器上的安全特性，打造了全球第一个称之为安全云计算的系统。可以预计，不管是公有云，还是企业内部私有云， AMD EPYC处理器的安全特性都能帮助用户带来更高级别的安全功能。
“客观地说，芯片级的加密，是最低成本的加密，这是为大型数据中心和大型虚拟化特别设置的。 ”刘宏兵说。
随着数字经济的深入，算力的需求将会更加没有止境，而AMD则始终专注于处理器技术的创新，持续为客户输出高效、开放、低成本和增强安全特性的计算力，从而推动千行百业的数字化转型。