第三代EPYC在实际应用中的优势

AMD 第三代EPYC系列处理器每款处理器拥有最多可达64颗的“Zen 3”核心，并引入了全新级别的每核心高速缓存，同时继续提供第二代EPYC系列CPU所定义的PCIe 4连接和同类产品领先的内存带宽，以及大量的安全特性。所有这些功能和特性结合起来，再辅之以产品定位，将有助于HPC、云计算和企业客户更快达成业绩，并提升业务产出。

AMD拥有更好的单核心性能、更高的核心密度以及主流均衡优化三类产品，其中更好的单核心性能主要是面向企业级高端产品，应用方向有高频交易、证券交易、高性能计算、EDA、虚拟机等。高核心密度的产品则面向超算、互联网、科研机构，主要用于高性能计算、云计算和虚拟化。主流均衡优化的产品则面向企业级主流应用、科研机构、通用型主流应用客户，主要用于市场主流应用、虚拟化、数据库、编解码以及存储等场合。

对于需要计算密度和安全功能的云供应商而言，AMD第三代EPYC系列处理器可提供更高的核心密度、更先进的安全功能，以及更强的整数性能。
对于企业用户而言，高性能和时间价值对支持当前“随时远程办公”的大环境变得至关重要，AMD第三代EPYC系列处理器有助于提高效率、带来更高的价值和性能。新一代处理器可为交易型数据库处理性能带来高达19%的提升，将Hadoop大数据分析排序提升高达60%，并具更高的性价比，同时为灵活的超融合架构提供了卓越的性能——所有这些都将帮助CIO更快地将数据转化为具备可操作性的业务洞察。
那么，第三代EPYC在实际应用中的优势具体有哪些呢？接下来，本文将从HPC和EDA、云计算虚拟化、数据库、机密计算、互联网应用、电信与金融等多个层面为你带来第三代EPYC系列处理器在实际应用中优势分析。

最高领先对手102%：第三代EPYC在商用HPC与EDA中的优势
商用高性能计算（HPC）是目前业内非常看重的一个方面。和超级计算机面向几乎所有用户申请和面对广泛领域不同的是，商用HPC领域需要针对某些非常具体的领域进行优化，因此CPU是否强大，决定了商用HPC是否能够在市场上受到欢迎。在这一点上，AMD EPYC系列处理器展示出了自己在架构、性能、功能优化等各个方面强大的实力。

EPYC系列处理器在商用高性能计算方面拥有出色的性能，在涉及浮点性能的包括仿真与设计、研究与学术、机器学习和超级计算方面，全新的AMD EPYC 7763处理器相比竞争对手的金牌至强6258R处理器，AMD EPYC 7763处理器性能相对指数最高可达625分，能够以高达102%的优势超出金牌至强6258R处理器，这显示了AMD产品在架构方面的独特优势。

进一步来看一些细分领域的话，以双路AMD EPYC 75F3（32核心）对比双路英特尔金牌至强6258R（28核）处理器，考察在典型工作负载下的平均性能，EPYC系列处理器的优势依旧非常出色。比如在碰撞模拟软件ESI中，EPYC 75F3领先对比产品高达43%；在计算流体力学软件STAR-CCM+中，EPYC 75F3能够实现高达55%的平均性能领先，类似的还包括显式有限元分析Ansys，EPYC 75F3领先81%；天气预报Open Source软件中，EPYC 75F3领先67%，流体力学Ansys中EPYC 75F3更是以99%的领先幅度令人咋舌。

值得关注的是，EPYC系列处理器除了在性能上的优势外，甚至还能够为用户在软件采购经费上进行节省。比如依旧采用上文中的配置，在适用于流动、传热、湍流和非牛顿材料分析能力的Altair AcuSolve软件中，EPYC 75F3单个节点性能领先金牌至强6258R约76%，但是在单核心性能方面，EPYC 75F3单核心领先竞争对手大约105%。由于Altair AcuSolve的收费模式是以核心数量为准的，因此，EPYC 75F3处理器在节约了14%软件费用的情况下，整体性能是竞争对手的2倍，效费比大幅度提升。
在计算流体力学Ansys的测试中，AMD EPYC系列处理器呈现了非常卓越的性能，甚至可以以更少的核心数量轻松领先竞争对手的至强系列处理器。比如对比28核心的金牌至强6258R，仅为24核心的EPYC 7413处理器的单节点性能是前者的1.45倍、单核心性能是前者的1.42倍。频率更高或者核心更多的EPYC 74F3、EPYC 7543、EPYC 75F3等处理器领先幅度就更为可观了，单节点性能最高胜出对比产品65%，单核心性能最多领先64%，这也是相当夸张的胜出幅度了。

其他的一些测试还包括OpenFOAM软件，24核心EPYC 7413在单节点、单核心对比中以1.67、1.95倍性能轻松碾压28核心金牌至强6258R。Ansys LS DYNA中，24核心的EPYC 74F3相比28核心轻拍至强6258R的性能比例分别是1.75倍和2.04倍，基本上相当于“一打二”的性能胜出幅度了。此外还有包括Ansys流体、WRF、Ansys CFX、GROMACS、Altair Radioss等软件，AMD都以显著的性能优势轻松战胜竞争对手，充分体现了AMD在处理器架构、结构体系、缓存、超大内存带宽等方面的卓越优势
在有关EDA也就是电子设计自动化领域，EPYC处理器同样体现了独特的优势。比如Synopsys VCS功能验证解决方案是全球许多顶级半导体公司使用的设计验证解决方案。这个软件是业界最高性能的仿真和约束解算引擎之一。AMD通过和Synopsys通力合作，实现了ZeBu和VCS软件针对AMD EPYC处理器进一步优化。如果使用第二代EPYC 7F32处理器和第三代EYPC 72F3处理器进行对比的话，第三代EPYC 72F3的性能领先前代产品高达72.6%，进步极为显著。

除了Synopsys外，台积电目前也正使用AMD 的EPYC 处理器来协助制造全新的下一代芯片。台积电使用AMD EPYC 处理器来处理其通用数据中心工作任务，如计算、存储和网络。AMD 的64 核EPYC 处理器具有128 个PCIe 通道，支持最多4TB 的内存，这是用于运行虚拟机的服务器的两个关键特性。通过一个标准构件，台积电可以生成大约1000 个虚拟机，这些虚拟机可以控制台积电洁净室中的1000 个制造工具。这意味着在不牺牲故障切换冗余或可靠性的情况下，节省大量成本。AMD和台积电的合作，标志着AMD 的EPYC 处理器在为世界领先的半导体制造公司提供计算支持方面取得了重大进展。

最后，我们来看看有关商用HPC市场的一些采购建议，因为不同的软件对处理器性能的要求有所不同，比如软件可能对频率、缓存、核心数量、内存带宽存在一些倾向性，因此选择合适的处理器能够更好地保护用户投资并使得用户受益更大化。具体一些来看的话，在有限元显式动力学FEA Explicit、有限元隐式动力学FEA Implicit中，使用高频率、大缓存的AMD EPYC 75F3、EPYC 7543、EPYC 74F3和EPYC 73F3等中等核心数量的处理器，不但有助于提高每个核心的性能，还能有益于软件投资最大化。分子动力学Molecular Dynamics中，高核心数和高频率的第三代EPYC系列处理器都是合适的选择，因为这些应用程序可以随着核心数量增加而提升性能，比如可以选择64核心的EPYC 7763或者频率优势突出的EPYC 75F3等。另外，在天气、CFD、石油和天然气等方面，更大的缓存、更高的核心数量依旧非常重要，不过此时需要考虑软件收费模式，因此高核心数量的EPYC 7763、EPYC 7713以及EPYC 75F3、EPYC 74F3都是非常合适的选择。EDA软件方面，频率和缓存是最被看中的两个方面，采用高主频、大缓存的EPYC 73F3、EPYC 72F3能够获取更大的收益。

强悍性能和超融合：第三代EPYC在云计算和虚拟化中的优势
随着IT应用对计算资源的持续动态化、IT基础运行架构日渐昂贵以及服务器不断更新升级的需求，大量的IT应用转移至云端的需求越来越强烈，云计算已经成为当前IT产业界最重要的发展趋势之一。现在，AMD的EPYC系列处理器已经成功在微软、亚马逊、谷歌、IBM、甲骨文以及国内的腾讯云、阿里云等企业中实现了应用，并且实现了云计算有关性能和安全双提升。
目前，已经有大量公司受益于全新的第三代EPYC系列处理器在云计算方面的强大性能。包括荷兰TBI使用微软Azure云、Wego和Ample Organic等公司使用亚马逊云，都结合了EYPC处理器的独特优势。比如荷兰建筑设计公司TBI最早使用内部虚拟桌面基础设施解决方案，这个技术利用了EYPC处理器搭配AMD GPU的优势，可以在将包括Autodesk AutoCAD®, Revit®, Navisworks® 和 BIM 360®，以及Solibri®，Bluebeam®。Bentley Systems®, Unity Reflect®，Enscape©在内的专业软件，将整个BMI设计过程逐渐过渡至虚拟环境，从而带来了极为优异的性能和出色的经济性。Ample Organic则通过将数据和应用转移到AMD EPYC驱动的云端，立刻就节省了14%的成本，并且AMD还帮助他们实现了实例转移，公司使用的600多个实例现在已经有500多个转移至云端，进一步降低了成本并提高了整体运作效率。

说起云计算就离不开虚拟化。AMD在虚拟化方面依旧具有独特的优势，尤其是提出了超融合基础架构。所谓超融合基础架构，是指将传统数据中心的所有资源（计算、存储和网络）整合到一个优化的系统中。超融合基础架构不是硬件定义的基础架构，而是创建了一个虚拟的软件定义的环境，因此通常更易于维护，并且能够实现无缝容量扩展和更高的成本效率。超融合基础架构具有云端的可扩展性和简单性，又具有本地基础架构的性能，因此颇受现代企业的欢迎。
一些实际案例显示，大量超融合虚拟化应用中AMD EPYC系列处理器都展示出了让人记忆深刻的综合性能优势。比如在运行VMmark vSan时AMD EPYC系列处理器性能卓越，整体运行速度大幅度提升。在能效比方面，EPYC能够支持更多的虚拟机（最高可增设17%）或者在现有的功耗和散热、空间限制下允许更多的IT容量。在安全特性方面，AMD EPYC基于硬件和软件的、全方位的功能，可以实现虚拟机的隔离，使得整个系统的安全性得以提升并降低了风险。在生态支持方面，AMD目前和几乎所有的软件开发商、原始设备制造商都拥有良好的合作，并实现了针对主要软件和硬件厂商优化的实现的超融合基础架构技术。在成本方面，采用AMD EPYC的厂商三年虚拟化总体拥有成本相比业内同类型产品，最多可以降低56%，这实现了更出色的性价比。
目前已经有大量企业已经或者正在开始迁移至AMD EPYC系列处理器驱动的超融合虚拟化系统。典型的企业比如Richardson Electronics，这是一家全球工程服务和产品供应商。它需要升级老化的IT设备并且为CRM和SQL数据库提供可靠和快速的虚拟化访问。在经历了多番比较后，最终选择了采用AMD EPYC系列处理器驱动的虚拟化产品。Richardson Electronics认为AMD EPYC系列处理器单插槽上拥有更多的核心，这可以减少物理服务器、电力和空间需求，并且为企业未来需求扩展留下了充足的空间。此外，EPYC处理器还带来了包括内存、PCIe通道和安全方面的独特优势，能够满足企业长期、稳定、可靠的要求，值得信赖。

全面优化、性能领先：第三代EPYC在数据库中的优势
数据库已经成为全球IT产业界最重要的组成部分，每天，成百上千的企业和单位产生了巨量的数据，这些数据都需要进行整理、分类、存储和计算。在这种情况下，对数据库和数据库相关计算产业的加速，就成为行业中非常重要的内容。
AMD在数据库相关市场的应用和发展上拥有显著优势。凭借着第三代EPYC系列处理器强悍的性能、超多的线程和优异的性价比表现，AMD的EPYC处理器能够降低企业在数据库方面的TCO也就是总体拥有成本和许可成本最高35%。从实际应用角度来看，EPYC处理器拥有五大方面的独特优势，包括提升用来处理业务关键工作负载的应用程序的性能和响应能力、分析存有各种结构化和非结构化数据的各类关系型和非关系型数据库以全面分析呈现企业级业务、帮助确保事务处理安全并保护数据、优化基于核心的许可成本并充分满足业务的性能需求以及兼容现有的 IT 基础架构等。
除了在TCO方面的优势外，AMD EYPC系列处理器还在数据库性能方面拥有显著优势。现在，EPYC处理器相比市场上其他产品，在每分钟数据库事务处理数量方面最高可达相对应产品的2倍性能。在安全特性方面，EPYC提供了大量功能，包括安全子系统、安全启动、硬件可信启动、SME（Secure Memory Encryption，安全存储加密）、SEV-ES、SNP等，这些功能的复合使用，能够极大的保证数据库的安全、稳定、可靠。

在部署能力方面，EPYC系列处理器在数据库方面可以实现本地部署、混合部署和云端部署，并且出色的可扩展性助力优化基于核心的许可成本并充分满足业务的性能需求，实现企业成本降低。X86架构的兼容性和扩展性也可以使得EPYC系列处理器能够轻松集成到现有基础架构中，非常方便，消除了企业在不同架构中迁移数据时存在的风险。
软件能力方面，AMD现在和包括IBM、甲骨文、SQL Server、MySQL、MariaDB、PostgreSQL等厂商都进行了通力合作，对数据库进行了全面和高效率的优化，使得相关数据库在EPYC系列处理器上能够发挥最佳的效能，同时也能降低企业的总体拥有成本。

安全、安全、还是安全：第三代EPYC在机密计算中的优势
AMD的EPYC系列处理器的安全特性一直以来都是业内关注的重点。在EPYC系列处理器上，AMD带来了名为AMD Infinity Guard的全套先进安全功能，利用这套安全方案，AMD实现了在软件和系统层面与行业生态系统合作伙伴相辅相成，并带来了包括机密计算在内的新功能，极大地加强了现有云计算的安全性和可靠性。
在这里需要重点提及AMD在EPYC系列处理器上专门设计的增强的SEV-ES功能，这个功能提供了包括限制中断的注入，限制恶意管理程序注入SEV-ES访客中断/异常类型等强大的安全特性，另外还能够将调试寄存器添加到交换状态中，能够很好地避免之前类似“熔断”“幽灵”那样的攻击手段生效。不仅如此，AMD还加入了SNP安全嵌套分页，主要基于虚拟机内存、虚拟机寄存器的加密保密功能进一步增加系统完整性保护，防止恶意程序的攻击，而新的CET Shadow Stack功能则可以防止ROP攻击等，整体保护功能极为可靠。凭借AMD整套安全设计方案，AMD带来了安全加密虚拟化SEV技术，能够实现虚拟机加密，最终带来了针对隐私数据的完整性和安全性防护。

利用上述安全特性和安全设计，AMD和IBM、谷歌等企业实现了机密计算方面的大跃进。所谓机密计算，是一项由硬件支持的技术，它允许对与运行中的虚拟机(VM)相关联的数据进行加密，包括在工作负载运行时进行加密。即使在发生入侵的情况下，此功能有助于阻止潜在的攻击者和不良行为者访问机密信息。混合云上的机密计算为企业采用混合云计算释放了新的潜能，特别是在金融、医疗和保险等受监管的行业。
在谷歌云中，采用了AMD EPYC系列处理器的云服务器首次实现了机密虚拟机（VMS）功能。机密虚拟机不仅仅针对休止状态和传输过程中的数据进行加密，更重要的是能够对正在处理的数据进行加密。具体来看，谷歌的机密虚拟机可利用AMD EPYC系列处理器的领先安全功能以及机密计算云服务对使用中的数据进行加密，从而实现云数据保护等级的突破，还可以由嵌入式安全处理器生成和管理的每个虚拟机专有的密钥，对虚拟机内存进行加密。性能方面，机密虚拟机提供了与基于AMD EPYC系列处理器的谷歌N2D虚拟机类似的性能。AMD和谷歌还简化了机密计算的使用，客户无须对其应用进行任何代码更改即可无缝向机密虚拟机迁移，非常方便。
IBM也和AMD合作，持续推进云机密计算功能的开发和应用。IBM和AMD将在构建开源软件、开放标准和开放系统架构的基础上来扩展这一愿景，以推动混合云环境中的机密计算（Confidential Computing），并支持从高性能计算（HPC）到虚拟化和加密等企业关键能力广泛采用的各种加速器。从现实情况来看，保护高度敏感的数据仍然是一个挑战：根据IBM商业价值研究所的数据，网络安全是目前企业采用云的最大障碍，同时也是选择云供应商的首要标准。根据Gartner公司的数据，对于高度监管的企业或任何担心其公共云数据受到未经授权的第三方访问的组织来说，机密计算将有可能消除其采用混合云的这些障碍。

高效率、高性能：第三代EPYC在互联网应用中的优势
互联网企业目前对计算性能的要求越来越高，EPYC对于互联网应用，比如社交、视频会议、短视频、大数据等方面也有出色的优势。AMD EPYC系列处理器能够在推荐系统、大数据、虚拟化、容器、存储业务、搜索、Feed、广告、公有云、即时通讯、线上会议、基础架构（如网络安全等）数据库等应用中发挥出强悍的性能，实际性能替换比接近2倍，并且可以稳定高效在线上运行超过2年。在开放性方面，很多互联网公司使用了大量的自有软件，这软件均来自开源软件，EPYC处理器对开源软件的支持也非常到位，整体表现非常令人满意。

一个典型的例证就是AMD EPYC系列处理器在CPU渲染、视频转码方面的性能对比，对互联网企业、游戏企业和行业应用来说，CPU渲染、转码是非常重要的功能，尤其是在视频文化流行的当下。综合包括Blender、OSPray和LuxCoreRender在内的CPU渲染测试显示，双路AMD EPYC 7763、EPYC 7713和EPYC 75F3对阵双路英特尔铂金至强8380和8280，AMD的产品大获全胜。以铂金至强8280的性能为1的话，那么EPYC 75F3的性能高达1.438、EPYC 7713的性能高达1.785、EPYC 7763的性能高达2.100。尤其值得一提的是EPYC 75F3对阵铂金至强8380，前者核心数量仅为32个，后者则是英特尔目前最新的处理器产品，核心数量高达40个，但是最终测试显示，EPYC 75F3在核心数量落后的情况下，整体性能和至强8380基本处于一个档次（1.438 vs 1.445），这显示了AMD强悍的产品性能和卓越的架构设计。
接下来再看看大家关注的视频方面的CPU编码性能，EPYC处理器由于领先的架构和核心数量，依旧呈现出强悍的性能优势，尤其是在4K视频的编码方面。同样是上述对比平台，依旧以铂金至强8280的性能为1，那么铂金至强8380的性能为1.26，AMD EPYC 7713的性能为1.294、EPYC 7763的性能为1.323，最强的是EPYC 75F3，性能高达1.356。同样是更少核心，EPYC 75F3轻松胜出铂金至强8380，非常值得称赞。

另外，在大数据性能方面，EPYC系列处理器的优势依旧令人满意。比如Apache Hadoop的分布式文件存储，需要迅速将海量数据文件分散至所有的服务器集群，计算模块需要快速处理ETL数据，这对CPU性能提出了很高要求。第三代EPYC系列处理器可为将Hadoop大数据分析排序提升高达60%，也可以将交易型数据库处理性能提升19%，并且从性价比上来说更具有优势，也同时为灵活的超融合架构提供了卓越的性能——所有这些都将帮助CIO更快地将数据转化为具备可操作性的业务洞察，为企业发展添砖加瓦。

轻松应对需求爆发：第三代EPYC在电信和金融中的优势
电信企业面对的需求存在一定的不确定性，尤其是在5G技术时代，突然而来的网络热点会给电信服务企业带来瞬间增长的计算压力。比如某电信服务商拥有全省范围内近亿级别的用户，在5G时代到来后急需寻求更为快速、稳定和强大的算力制程。因此怎样选择相关的产品来匹配如此快速增长的需求，就是这类电信企业面临的重要问题。
AMD在电信企业相关产品的服务商拥有非常丰富的经验。AMD EPYC处理器可以为电信企业根据自身的需求来选择核心和插槽的数量，而且不用在内存、I/O 等关键参数上作出牺牲。每片EPYC SoC 都拥有8 至64 个核心，无论有多少核心处于工作状态，都可以获取大量的I/O 和内存资源，包括128 个PCIe 4.0 通道，以及每个插槽最大4TB 的高速内存支持。
在实际应用中，搭载了AMD EPYC处理器的服务器产品为电信运营商带来了非常优秀的使用体验。在大数据Spark子任务处理场景中，AMD EPYC处理器承载的平台延迟大大缩减，其中S1MME计算数据流的延迟从原本的14.67s下降至10.11s，同比下降19%；SBJK VIDEO计算数据流延迟从5.8s下降至4.7s，同比下降31%。此外，借助于AMD EPYC处理器的安全特性，电信运营商获得了包括安全内存加密(SME)、安全加密虚拟化 (SEV)等多种软硬件功能，让运营商的使用更加放心。
银行业务也是AMD EPYC系列处理器的最佳应用场合。某银行是一家采用基于互联网模式的分布式架构技术的银行，AMD EPYC创新的技术特性和业界领先的性能正切合该银行IT建设需求，决定以它为“基石”，构建IT 基础支撑平台。该银行分布式数据库采用了双路AMD EPYC系列处理器。AMD EPYC处理器通过NUMA 绑定，单个TDSQL实例只运行在单个NUMA节点( 单个处理器)上就可以达到双路Intel 8260 的TPS 性能甚至更高，而2个TDSQL实例同时分别运行在两个NUMA节点上可以获得超过两倍的TPS 性能，极大地发挥出AMD EPYC超强的算力性能。
在银行关注的安全特性方面，AMD 第三代EPYC 系列处理器独特的安全技术包括AMD 安全启动用于防范固件高级持续性威胁、安全内存加密 (SME) 以防止对主内存完整性的攻击（例如冷启动攻击）以及安全加密虚拟化 (SEV) 和安全嵌套分页 (SNP) 等安全技术对虚拟化环境数据的加强保护，而这些都是在不修改应用程序软件的情况下完成的。 AMD EPYC 自带的安全技术和特性进一步加强对银行的数据保护。