EPYC

AMD EPYCとは

AMD EPYCは、AMDが開発・製造する、サーバーおよび組み込みシステム市場をターゲットとしたx86-64マイクロプロセッサのブランドです。AMDのZenマイクロアーキテクチャに基づいて設計されており、多数のコア、PCI Expressレーンの拡張、大容量RAMやキャッシュメモリのサポートなど、エンタープライズクラスの高度な機能を提供します。

また、マルチチップやデュアルソケットシステムに対応しており、チップ間の相互接続にはInfinity Fabricが用いられます。これにより、複数のCPUが連携して高い処理能力を発揮することが可能です。AMDのコンシューマ向け製品であるRyzenシリーズやAthlonシリーズと比較して、EPYCはより大規模なシステムに対応できるよう設計されています。

歴史

EPYCの歴史は、2017年3月7日にZenマイクロアーキテクチャベースのサーバー向けCPU「Naples（ナポリ）」が発表されたことから始まりました。その後、2017年5月30日にサーバー向けCPUのブランド名が「EPYC」であることが発表され、同年6月20日にはサーバー向けプロセッサ「EPYC 7000」シリーズが正式に発表されました。

2018年2月21日には組み込みシステム向けの「EPYC Embedded 3000」が発表され、2018年11月6日にはZen 2マイクロアーキテクチャベースのサーバー向けCPU「Rome（ローマ）」が発表されました。その後も、2019年8月7日に第2世代EPYCプロセッサ「EPYC 7002」、2021年3月15日には第3世代EPYCプロセッサ「EPYC 7003」が発表されるなど、継続的な進化を遂げています。

設計

EPYCプラットフォームは、1ソケットと2ソケットのシステムに対応しています。複数プロセッサ構成では、2つのEPYC CPUはAMDのInfinity Fabricを通じて通信を行います。各サーバーチップは、8チャンネルのメモリと、128レーンのPCI Express 3.0または4.0をサポートします。デュアルプロセッサ構成の場合、128レーンのうち64レーンはCPU間の通信に用いられます。

第1世代のEPYCプロセッサは、8コアのZeppelinダイ（Ryzenプロセッサと同じダイ）をマルチチップモジュール内に4つ搭載しています。このZeppelinダイ上のコアの一部を無効化することで、さまざまなコア数の製品が提供されています。製造はGlobalFoundriesが14nm FinFETプロセスで行っています。

第2世代、第3世代のEPYCプロセッサは、TSMCの7nm FinFETプロセスで製造される8コアCPUを集積した「CCD（CPU Complex Die）」と、GlobalFoundriesの12nmプロセスで製造されるDDR4メモリ、PCI Express 4.0、USBコントローラなどのIOを集積した「sIOD（Server I/O Die）」の組み合わせで構成されています。

製品

第1世代 (Naples/ナポリ)

2017年6月20日に発表。ZenマイクロアーキテクチャベースのCPUコア8個とDDR4メモリ、PCI Express3.0などを集積した「Zeppelin」SoCダイを4個搭載。最大2ソケットをサポートし、ソケット間はInfinity Fabricで接続されます。ソケット間の通信速度は10.7GT/sec、レイテンシは234nsです。

マイクロアーキテクチャ: Zen
製造プロセス: 14 nm
メモリ: DDR4 (Registered ECC)
ソケット: Socket SP3

組み込みシステム向け (Snowy Owl)

マイクロアーキテクチャ: Zen
製造プロセス: 14 nm
メモリ: DDR4 (Registered ECC)
ソケット: Socket SP4

第2世代 (Rome/ローマ)

2019年8月7日に発表。Zen 2マイクロアーキテクチャベースのCPUコア8個を集積した最大8つの「CCD」と、DDR4メモリ、PCI Express 4.0などを集積した「sIOD」で構成。最大2ソケットをサポートし、ソケット間の接続はInfinity Fabricを利用。通信速度は18GT/sec、レイテンシは201nsに改善。395億トランジスタを集積。

マイクロアーキテクチャ: Zen 2
製造プロセス:
CCD: 7 nm (TSMC)
sIOD: 12 nm (GlobalFoundries)
メモリ: DDR4 (Registered ECC)
ソケット: Socket SP3

第3世代 (Milan/ミラノ)

2021年3月16日に発表。Zen 3マイクロアーキテクチャを採用し、IPC（クロックあたりの命令実行数）が19%向上。全モデル共通でPCI-Express 4.0、8チャネル/最大4TBのDDR4-3200メモリ、Infinity Guard Security技術などをサポート。2022年3月22日には、3D V-Cache版としてL3キャッシュが768MBの4モデルが追加。

マイクロアーキテクチャ: Zen 3
製造プロセス:
CCD: 7 nm (TSMC)
sIOD: 12 nm (GlobalFoundries)
メモリ: DDR4 (Registered ECC)
ソケット: Socket SP3

第4世代 (Genoa/ジェノア)

2022年11月10日に発表。Zen 4マイクロアーキテクチャを採用し、IPCが10%向上。全モデル共通でDDR5-4800メモリ、PCI-Express 5.0、Infinity Guard Security技術などをサポート。

2023年6月13日には、Cloudネイティブ環境向けとしてGenoa-XとBergamoを発表。Genoa-Xは3D V-Cache技術によりL3キャッシュが1.1GBに。Bergamoはキャッシュを削減しコア数を増量したモデル。

2023年9月18日には、低電力向けのSienaを発表。Zen 4cマイクロアーキテクチャを採用し、最大64コアをサポート。SP6ソケットを採用。

マイクロアーキテクチャ: Zen 4
製造プロセス:
CCD: 5 nm (TSMC)
sIOD: --nm (不明)
メモリ: DDR5 (Registered ECC)
ソケット: Socket SP3

脚注

[1] S. Smith, Matthew (2022). “Single-Chip Processors Have Reached Their Limits”. IEEE Spectrum 59 (7).