Processori AMD EPYC Bergamo basati su Zen 4c: come funzionano

La richiesta sempre crescente di prestazioni in ambito datacenter ha indotto i produttori di processori ad orientarsi verso design sempre più “spinti”, capaci di coniugare la necessità di chip sempre più densi in termini di transistor con i limiti fisici della legge di Moore. Con i suoi AMD EPYC Bergamo, l’azienda guidata da Lisa Su continua il “tour” delle più belle città italiane. Il primo processore della famiglia EPYC presentato nel 2017 aveva infatti il nome in codice Naples (Napoli). I successori hanno visto l’arrivo di Rome, Milan, Genoa e adesso Bergamo (in attesa di Siena e Turin). I nomi geografici, lo ricordiamo, non possono essere oggetto di privativa (marchio registrato) quindi non solo AMD ma anche Intel e altre aziende li utilizzano a piene mani per i rispettivi prodotti hardware e software.

AMD EPYC Bergamo: come si presenta

Presentate ufficialmente in occasione dell’evento Data Center and AI Technology Premiere di metà giugno 2023, EPYC Bergamo è la prima CPU x86 cloud-native basata sulla microarchitettura Zen 4c che mantiene essenzialmente lo stesso set di funzionalità proprie di Zen 4 dimezzando la dimensione del core.

Il nuovo EPYC Bergamo utilizza lo stesso socket SP5 del predecessore EPYC Genoa a 96 core ma accoglie ben 128 core e dispone di un sottosistema di memoria DDR5-4800 a 12 canali molto simile. Il processore utilizza lo stesso die capace di fornire 128 corsie PCIe Gen5 e conferma le altre caratteristiche dell’offerta basata su SP5.

Il design di EPYC Bergamo non poteva prescindere dall’ottimizzazione dei consumi energetici che garantisce massima efficienza. AMD ha inoltre puntato sulle dimensioni del die e sul mantenimento di un basso TCO. Il TCO (Total Cost of Ownership), rappresenta il costo complessivo sostenuto nel corso della vita di un prodotto, prendendo in considerazione non solo il prezzo iniziale di acquisto, ma anche i costi correlati. L’azienda di Sunnyvale ha voluto investire più su questi aspetti che sul raggiungimento delle massime prestazioni per core.

Realizzato a 5 nm, EPYC Bergamo è di fatto un System-on-a-Chip (SoC) per il mondo cloud che, proprio per questa sua configurazione, rappresenta un po’ la risposta di AMD ai SoC di livello datacenter basati su ARM. Si pensi a quelli di Ampere, Amazon, Google e Microsoft.

La nuova offerta EPYC Bergamo di AMD si pone in concorrenza diretta con i chip Intel Sierra Forest a 144 core che segnano il debutto degli E-core nella linea di CPU Xeon destinate al segmento data center. Altri avversari sono i processori AmpereOne a 192 core.

Architettura Zen 4c: cosa cambia rispetto a Zen 4

A livello di microarchitettura, Zen 4c conserva lo stesso design di Zen 4. Le prime analisi mettono infatti in evidenza caratteristiche identiche, anche in termini di IPC (istruzioni per clock). I core Zen 4c “Dionysus”, tuttavia, sono circa il 35,4% più piccoli rispetto ai core Zen 4 “Persephone”. Per raggiungere questo obiettivo, AMD ha dovuto implementare una serie di accortezze in fase di progettazione.

EPYC Bergamo si basa inoltre su otto core complex die (CCD) che racchiudono 16 core Zen 4c ciascuno, a differenza degli 8 core Zen 4 per CCD. Ogni CCD presenta due Core Complex a 8 core con 32 MB di cache L3, 16 MB per CCX. Al contrario, ogni CCX Zen 4 CCX ha 32 MB di cache L2, cosa che tende ad aumentare notevolmente le dimensioni rispetto allo Zen 4c.

I tecnici di AMD hanno osservato che con Bergamo l’area occupata dal core più cache L3 misura 2,48 mm², il 35% in meno rispetto ai 3,84 mm² che si rilevano sulla piattaforma Zen 4 standard. È anche interessante notare che attualmente AMD utilizza solo 8 chiplet Zen 4c con il chiplet I/O al centro, mentre i chip EPYC standard utilizzano fino a dodici chiplet Zen 4.

Non è quindi escluso che in futuro possa arrivare una soluzione Zen 4c con 12 chiplet e 192 core. A tal proposito, AMD resta ancora “abbottonata” ma non è escluso l’arrivo di una novità del genere.

Con Zen 4, insomma, cambia notevolmente la traiettoria seguita da AMD per il design dei processori EPYC. Con i processori Bergamo, gli ingegneri dell’azienda di Sunyvale dovevano inserire 128 core di classe Zen 4 in uno stesso “pacchetto” con una potenza tra 360W e 400W, come Genoa. Rivedendo la struttura di CCD/CCX, abbassando le frequenze massime e utilizzando celle SRAM più dense, i tecnici hanno brillantemente raggiunto l’obiettivo. Bisognerà verificare l’impatto sulle performance con test sul campo.

EPYC Bergamo	Core / Thread	Base/ Boost (GHz)	TDP	Cache L3
9754	128 / 256	2,25 / 3,1	360W	256 MB
9754S	128 / 128	2,25 / 3,1	360W	256 MB
9734	112 / 224	2,2 / 3,0	320W	256 MB

Per ora, AMD ha annunciato i processori Bergamo di cui sopra, l’EPYC 9754 con 128 core/256 thread e l’EPYC 9734 con 112 core/224 thread. Quest’ultimo ha due core per CCD disabilitati.

Dan McNamara, responsabile della divisione server di AMD, ha dichiarato che l’offerta EPYC Bergamo farà molto parlare: “perché sono dispositivi ottimizzati cloud-nativi ad alta densità e ottime prestazioni per watt, eccellenti in termini di efficienza energetica per il cloud-native computing“.

L’immagine in apertura è di AMD.