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计算的未来

作为一家能够同时提供高性能CPU和高性能GPU解决方案的科技公司,AMD一直致力于不断拓展技术的边界,打造符合未来技术趋势的伟大产品。如今我们已经来到了一个特别的时代,创新技术成为了经济发展和社会进步的巨大动能。
发布时间:2022-04-01 17:18        来源:数字经济杂志        作者:潘晓明 AMD高级副总裁、大中华区总裁

今天和未来的工作负载需要强大的计算能力

如今,我们正处于数字经济蓬勃发展的时代。尤其是自2020年以来,受疫情的影响,远程办公、居家学习、居家娱乐等应用的兴起,进一步刺激了对大数据、云服务的需求。

如图1所示,云、网络、超大规模和超级计算、人工智能等一系列的应用场景,都需要完成超大的工作负载,这背后所需要的是强大的算力支持。

AMD将重点放在了高性能计算上。凭借长期而稳定的路线图,不断迭代的出色的CPU和GPU产品,AMD在超级计算、云计算、AI分析等领域,不断突破性能的边界,用强大的算力为全球用户带来卓越的体验。

在半导体技术的发展历程中,摩尔定律曾给出了性能提升的规律。但现在,这个增速在减缓,平均每3年密度才增长1倍,每3.6年能效增长1倍。在半导体设计的黄金时代,我们可以通过新的制程,大大降低每个晶体管的成本,同时得到性能的提升。摩尔定律的这一传统规律在大约10年前就趋于稳定。

现在,每进入一个新的制程节点,需要更长的时间才能保证工艺的成熟和稳定,然而新制程的总体成本又在显著增加。从45nm到14nm、16nm这个阶段成本增加不是很明显,但是当从14nm进入到7nm,以及下一代5nm时,成本的增加就非常明显了。这就带来了新的挑战,性能的提升不能仅仅依赖于制程的进步。

如何通过其它的创新方式来提升性能

我们发现,随着半导体产业的演进,制程工艺的进步只是性能提升的其中一部分因素,事实上还可以通过设计的创新、架构的优化、平台优化等来提升性能。在以往普遍的认知中,制程技术的演进将占性能提升因素的60%,而现在,如图2所示,制程技术的演进大概只占性能提升的40%。平台和设计的优化变得更为重要,它涵盖了处理器微架构、模块连接,以及硬件和软件系统优化等诸多内容。AMD一直在努力推动设计优化和平台优化。在微架构方面,AMD拥有长期的路线图,这使得每一代CPU和GPU架构都能有持续的性能提升,实现技术跨越式的发展。

在封装创新上,AMD拥有强大的创新积淀。而在系统创新上,AMD的异构和加速计算平台能充分满足客户的需求。在软硬件上,AMD可根据客户的具体应用来优化及创新,帮助他们发挥系统的最大价值。

AMD创新实践案例

图3所示是AMD服务器CPU的路线图。AMD在落实这张路线图方面的工作做得非常出色,按时向市场交付了“那不勒斯”、“罗马”和“米兰”,并且超越了业界的预期。随着AMD发展势头的增强,“米兰”的采用率现在已经大大超过了“罗马”。

2021年11月,AMD公布了“热那亚”,它将作为第四代EPYC(霄龙)服务器旗舰处理器的代号。驱动“热那亚”的引擎是新一代的高性能核心, AMD将其称为“Zen 4”核心。“Zen 4”核心采用的是业界领先的5纳米制程工艺。AMD预计“热那亚”在发布时将是用于通用计算的世界上超强性能的处理器。“热那亚” 最多可搭载96颗“Zen 4”核心,从而扩大AMD在每路和每核级别的性能领先地位。

AMD专门为云原生计算打造了一颗新版本的“Zen 4”核心,并将这颗核心称为“Zen 4c”。AMD正在将“Zen 4c” 核心与新的云原生服务器处理器“贝加莫”一起推向市场。“贝加莫”是一款高核数、高能效的CPU,专门为云原生应用而打造。它提供多达128颗高性能的“Zen 4c”核心,为云原生工作负载提供了突破性的性能和能耗比。这是微架构和制程技术的创新。

在2021年11月,AMD宣布将把3D小芯片技术引入到数据中心和EPYC处理器产品中去,为性能领先的“米兰”产品家族增添了一个新的3D缓存设计。AMD采用的是业界首创的技术工艺。它的互连密度是2D小芯片的200倍多,是现有3D堆叠方案的15倍多。这使得IP的集成效率更高,密度更大。

AMD第一款采用3D小芯片技术制成的服务器CPU代号为“Milan-X(米兰X)”。与标准的“米兰”处理器相比, “Milan-X(米兰X)”处理器拥有3倍的L3高速缓存。额外的L3高速缓存可缓解内存带宽的压力并减少延迟,这转而又可大大加速应用性能。这就是封装的创新。

AMD在2021年11月发布了MI200系列产品。CDNA是AMD专门为数据中心优化的GPU架构,CDNA 2是专门为实现百亿亿级计算而设计的。AMD创新的封装技术让MI200成为了世界上首款多芯片的GPU。它包含了两颗基于CDNA 2架构的GPU芯片,共包含580亿个晶体管,采用了6纳米制程。AMD的第三代Infinity架构通过高速链接和CPU/GPU内存的一致性,在百亿亿级上提供了统一的计算,最大限度地实现系统吞吐量。这是AMD在异构和加速计算平台上的系统创新。总而言之,AMD在CPU、GPU、制程工艺和封装技术上不断的创新,使其能够在数据中心领域全方位地提供领先的性能。

接下来让我们把视线聚焦到大中华区,AMD从1993年开始就在中国开展业务,并于2004年在北京成立了大中华区总部。2006年,AMD又在上海设立了研发中心,成为了全球研发体系战略布局的重要一环,如今已拥有了约2300名研发人员。2016年,AMD还与通富微电共同成立了封测合资公司。近年来,AMD通过精准的战略制定与执行交付,加深了与合作伙伴的关系,大中华区业务取得了突飞猛进的发展,受到了广大合作伙伴的赞扬。

2021年11月,AMD首次参展进博会。展览以“助力实现‘双碳’目标”为主题,展台上重点展示了AMD领先的企业级解决方案,包含EPYC(霄龙)服务器处理器及其合作伙伴的解决方案、AMD Instinct MI100显卡、锐龙处理器以及Radeon Pro GPU专业显卡等。这些创新的技术产品得到了互联网行业的广泛青睐,现已在国内知名客户如腾讯云,阿里云,百度云,快手,美团等数据中心内大范围部署。腾讯云星星海灵动水系AC221服务器采用了第三代AMD EPYC处理器,其风冷散热能力提升了22%,液冷设计的兼容性也能让碳排放降低8%,这便是IT技术帮助实现“双碳”目标的典型案例。

此外,采用了AMD Threadripper处理器的Lenovo ThinkStation P620 64核工作站,能帮助影视,游戏等行业企业大幅度地提高生产力,是企业数字化转型的“利器”。从履行企业社会责任层面,AMD一直坚持加强环境管理的价值主张。2021年9月29日,AMD宣布了一个重要的目标,就是计划到2025年,将用于服务器的AMD处理器和加速器的能效提高30倍,以适应快速增长的人工智能训练和高性能计算市场。另外,在同一时间发布的第26期年度企业社会责任报告中,AMD为日常运营设定了一个新的目标,即从2020年到2030年减少50%的温室气体排放。可以看出,AMD的ESG战略与目前我国正努力实现的“双碳”目标不谋而合。

如今,我们身处于信息产业高速发展的大时代之中,让我们抓住机遇,迎接挑战。AMD期待与业界伙伴一起探讨、切磋,共同为环境友好型的产业发展贡献力量。

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