news 2026/5/13 23:54:45

AMD 之 Zen 架构

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
AMD 之 Zen 架构

参考链接

https://plantegg.github.io/2021/08/13/AMD_Zen_CPU%E6%9E%B6%E6%9E%84/
https://plantegg.github.io/2021/06/01/CPU%E7%9A%84%E5%88%B6%E9%80%A0%E5%92%8C%E6%A6%82%E5%BF%B5/

Zen1 和 Intel 还比较像,只是一个CPU会封装多个小的Die来得到多核能力,导致NUMA node比较多。

AMD 从Zen2开始架构有了比较大的变化,Zen2架构改动比较大,将IO从Core Die中抽离出来,形成一个专门的IO Die,这个IO Die可以用上一代的工艺实现来提升成品率降低成本。剩下的core Die 专注在core和cache的实现上,同时可以通过最新一代的工艺来提升性能。
并且在一个CPU上封装一个 IO Die + 8个 core Die这样一块CPU做到像Intel一样就是一个大NUMA,但是成本低了很多,也许在云计算时代这么搞比较合适。

EPYC

EPYC​ 是 AMD 为旗下服务器处理器产品线注册的商标名称。
“Enhanced Performance for Your Cloud”

其中文名“霄龙”正是这一品牌理念的形象化表达,象征着其为云端和数据中心提供强大计算动力的雄心。

Zen2 Rome

Zen3/Milan

在Zen3/Milan架构中,抛弃了两个CCX组成一个CCD的概念,一个CCD直接由8个物理核构成,共享整个Die上的32MB L3 cache。

再就是可以选择增加 v-cache,3D封装更大的L3 cache,如下图,一个CCD 默认是32M L3,但是 v-cache 可以增加一块 64 MB的L3进去(TSMC的SOIC封装在一起)

Zen1 VS Zen2

CPU 制造

https://plantegg.github.io/2021/06/01/CPU%E7%9A%84%E5%88%B6%E9%80%A0%E5%92%8C%E6%A6%82%E5%BF%B5/
https://plantegg.github.io/2021/06/01/CPU%E7%9A%84%E5%88%B6%E9%80%A0%E5%92%8C%E6%A6%82%E5%BF%B5/

  • Wafer:晶圆,一片大的纯硅圆盘,新闻里常说的12寸、30寸晶圆厂说的就是它,光刻机在晶圆上蚀刻出电路
  • Die:从晶圆上切割下来的CPU(通常一个Die中包含多个core、L3cache、内存接口、GPU等,core里面又包含了L1、L2cache),Die的大小可以自由决定,得考虑成本和性能, Die做成方形便于切割和测试,服务器所用的Intel CPU的Die大小一般是大拇指指甲大小。
  • 封装:将一个或多个Die封装成一个物理上可以售卖的CPU
  • 路:就是socket、也就是封装后的物理CPU
  • node:同一个Die下的多个core以及他们对应的内存,对应着NUMA

AMD在工艺落后Intel的前提下,又想要堆核,只能采取一个Package封装4个独立Die的做法,推出了Zen1 EPYC服务器芯片,即不影响良率,又可以核心数目好看,可谓一举两得。

可惜连接四个Die的片外总线终归没有片内通信效率高,在好些benchmark中败下阵来。

Intel的Pakcage内部是一个Die, Core之间原来是Ring Bus,在Skylake后改为Mesh。AMD多Die封装的目的是省钱和增加灵活性!AMD每个Zeppelin Die都比Intel的小,这对良品率提高很大,节约了生产费用。

这种胶水核强行将多个die拼一起是没考虑跨die之间的延迟,基本上跨die跟intel跨socket(numa)时延一样了。

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