AMD EPYC Bergamo y Genoa-X: todo lo que sabemos hasta el momento

Los futuros procesadores AMD EPYC Bergamo y Genoa-X serán unos de los más codiciados para el sector del HPC y los servidores de multitud de centros de datos. Dos nuevas promesas de AMD para luchar contra los Intel Xeon y de los cuales se conoce poco. Aquí reunimos toda la información de la que disponemos para que vayas formando una idea de lo que serán estas bestias del procesamiento…

AMD EPYC Bergamo: detalles técnicos

Los nuevos AMD EPYC Bergamo se basan en los núcleos con microarquitectura Zen 4c, un derivado de la Zen 4 que está optimizada para un menor consumo, y con un tamaño inferior. Es decir, es como una especie de E-core, solo que en este caso no se combina con P-cores.

Además, en cuanto a las configuraciones, tenemos:

• Hasta 128 núcleos Zen 4C
• CCD, de nombre en clave «Dinoysus»
• ISA AMD64
• 82.000 millones de transistores (en solo 2.48mm2 frente a los 3.84mm2 ocupado por un núcleo Zen 4)
• Mayor Densidad vCPU
• Mejor Eficiencia Energética
• Área de núcleo un 35% menor con el mismo proceso
• Hasta 2,6 veces más rápido que Sapphire Rapids en cargas de trabajo nativas de la nube
• Nodo de fabricación 4nm de TSMC
• Socket SP5 (LGA), el mismo que Geona

De toda la información que nos ha llegado, se pueden deducir algunos puntos muy interesantes, como los siguientes:

• El concepto de Zen 4c busca aumentar la densidad de transistores para reducir el tamaño del núcleo y satisfacer las necesidades de los procesadores en la nube, manteniendo la «funcionalidad idéntica» al Zen 4.
• AMD asegura que el núcleo Zen 4c no sufre recortes en la ISA en comparación con el Zen 4 y debería mantener el mismo rendimiento IPC. También será compatible con instrucciones AVX-512. Una gran diferencia con los E-Core de Intel, que ven cómo la ISA está mermada en algunos sentidos respecto a la ISA del P-Core.
• En Zen 4c, se redujo la capacidad de la caché L3, mientras que las cachés L1 y L2 se mantuvieron sin cambios.
• El diseño físico de Zen 4c se enfoca en velocidades de reloj más bajas y una mayor densidad de transistores, lo que permitió un núcleo más pequeño y eficiente. Además, el nuevo nodo de 4nm en vez de 5nm de TSMC también ayuda en cuanto a la eficiencia y dimensiones más reducidas.
• Se utilizaron en el EDA bibliotecas optimizadas para mayor densidad y se eliminó la provisión para TSV, ahorrando espacio en el chip.
• El área de silicio aumentó en menos del 10% al duplicar el número de núcleos y la cantidad de caché L2. Todo gracias a que partes del núcleo han reducido su área en un 35-45% gracias a la simplificación del cableado entre los transistores.
• Se realizaron cambios en la disposición y ubicación de partes del núcleo en el chip, reduciendo las divisiones para ahorrar espacio.
• Zen 4c también reduce mucho la velocidad de la frecuencia en el modo Turbo, donde sí que se notará una bajada importante frente a los Zen 4.
• La caché L2 no se redujo en tamaño, pero se ajustó el circuito de control. Algunos bloques SRAM en el núcleo se volvieron más densos utilizando celdas de 6T en lugar de 8T.

Sin embargo, aún hay dudas. Por ejemplo, no está completamente claro si ha reducido el número de pipelines en la unidad FPU/SIMD, como lo hizo con el núcleo «Zen 2 Lite» utilizado en las consolas PlayStation 5, Xbox Series X y S o en la APU Mendocino. Esto, por supuesto, disminuiría el IPC en tareas que utilizan estas unidades, es decir, en las operaciones vectoriales y de coma flotante.

AMD EPYC Genoa-X: detalles técnicos

En cuanto al Genoa-X, pues como puedes imaginar, simplemente es un núcleo con microarquitectura Zen 4 como el Genoa, pero al que se ha agregado 3D V-Cache en un empaquetado 3D para mejorar el rendimiento. Lo que sabemos de este nuevo producto para HPC es que:

• Los procesadores AMD EPYC Genoa-X también tienen una configuración de hasta 96 núcleos y 192 hilos bajo la arquitectura AMD Zen 4, utilizando 4 CCDs con 12 núcleos Zen 4 y un I/O die para la conectividad.
• Destacan por ofrecer 2,6 veces más memoria caché en comparación con las CPU actuales y un 56% más de memoria caché que su predecesor, el EPYC Milan-X. La CPU tope de gama, el EPYC 9684X, tiene 384 MB de caché L3 en CCD y 768 MB de caché de memoria 3D V-Cache, sumando un total de 1,1 GB de memoria caché L3.
• Comparado con el Intel Xeon 8490H, el EPYC 9684X promete hasta un 290% más de rendimiento en el mejor de los casos.
• Los EPYC Genoa-X son compatibles con todas las placas base actuales con el socket AMD SP5. Por tanto, los clientes de AMD podrán elegir entre usar los procesadores de la generación anterior, los Bergamo y los Genoa-X, sin cambiar las placas.

3D V-Cache de segunda generación

AMD ya detalló las características de la nueva 3D V-Cache de segunda generación para los AMD Zen 4 que fue usada inicialmente en los procesadores de escritorio Ryzen 70003XD series. Y la verdad es que las mejoras son evidentes respecto a la tecnología de primera generación empleada en los Ryzen 5000X3D Series. Ahora, los AMD EPYC también se nutren de esta segunda generación con Genoa-X.

En cuanto a la 3D V-Cache de segunda generación, el nivel L3 de caché se ha expandido a más MB para uno de los chips del empaquetado. Este cache se ha diseñado con un proceso de fabricación más avanzado.

El nuevo troquel de la 3D V-Cache de segunda generación es más pequeño que el de la primera generación, pero conserva la misma cantidad de transistores. Esto significa que la densidad de los transistores ha aumentado de 114.6M a 130.6MTr/mm².

Además, AMD ha confirmó que la nueva caché 3D V-Cache tiene un mayor ancho de banda que su predecesora, alcanzando impresionantes 2.5 TB/s, lo que representa un incremento del 25% en velocidad en comparación con la generación anterior, que solo llegaba a 2 TB/s.

Para lograr este avance, AMD tuvo que realizar modificaciones en las conexiones entre chips, específicamente las TSV (Through Silicon Vias), reduciendo el área de TSV en un 50% para vincular el chip de caché montado sobre el chip de cómputo.

Primeras pruebas de rendimiento

De las gráficas anteriores realizadas a las primeras unidades que han sido entregadas a algunos medios como Phoronix, se pueden llegar a varias conclusiones interesantes:

• Los procesadores Genoa-X y Bergamo muestran un gran salto respecto a las generaciones anteriores y superan notablemente a los Genoa basados en Zen 4, especialmente en pruebas que benefician a estos procesadores específicos. Además, en comparación con las mejores soluciones específicas de Intel, el rendimiento es mucho más elevado, llegando incluso a acercarse al doble de rendimiento que la competencia.
• Intel está preparando sus procesadores Sierra Forest con un enfoque similar al de Bergamo para ser lanzados en 2024. Estos procesadores contarán con 144 núcleos, pero debido a la falta de soporte para SMT (Simultaneous Multi-Threading), tendrán 144 hilos frente a los 256 hilos de Bergamo. Se espera que los años 2023 y 2024 sean muy favorables para AMD en el mercado de servidores.
• El rendimiento de los procesadores Genoa-X ha impresionado a expertos en pruebas intensivas y ha sido calificado como uno de los mejores procesadores que se han visto en las últimas dos décadas.
• En términos de eficiencia, se destaca que el EPYC 9754 2P (Genoa) consume menos energía que el EPYC 9654 2P (Genoa) a pesar de ofrecer un mejor rendimiento. Además, cuando se compara con los procesadores Intel, el Xeon Platinum 8490H de 60 núcleos requiere mucho más consumo para ofrecer un rendimiento similar.
• AMD ha estado ganando terreno en el mercado de servidores, pasando de tener solo un 5% de cuota en 2020 a alrededor del 25% en el momento del texto. Se espera que AMD continúe creciendo y podría cerrar el año 2023 con un 30% de cuota y el año 2024 con un 40%. Algunos pronostican que, si la tendencia ascendente continúa, AMD podría llegar a superar el 50% de cuota y superar a Intel en el mercado de servidores.

Buenas cifras y grandes esperanzas para AMD en este sector…

Disponibilidad, modelos y precio

En cuanto a los modelos de los AMD EPYC Bergamo y los Genoa-X, tenemos los siguientes:

Por otro lado, los AMD EPYC Bergamo y Genoa-X disponibles para los primeros clientes del sector (Dell, HPE, Supermicro,…). Y los precios, estas unidades serán bastante costosas. Por ejemplo, las Genoa-X llegarán hasta los $14.756 en el caso del procesador más caro de la línea. Mientras que la línea Bergamo estará algo por debajo, pero no mucho más, llegando hasta los $11.900 en el caso del procesador más potente. No obstante, no son precios demasiado disparatados, ya que estamos hablando de procesadores para centros de datos y HPC, cuyos precios están en esa franja.

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