数据中心节能，看AMD的秘密武器

近日，“2021开放数据中心峰会”在北京国际会议中心召开。此次大会的主题为“推动高质低碳，筑基美好生活”，与会嘉宾围绕数据中心低碳高质发展路径，对服务器技术趋势、边缘计算应用场景、智能监控发展策略、新技术测试评估标准、低碳绿色运营模式、设施优化技术研究等内容进行深入交流分享。

数据中心节能，需从根源做起

为何要重点谈数据中心节能？因为数据中心耗电从“微不足道”到“恐怖”，仅仅用了十几年而已！

据资料显示，我国数据中心机架数从2016年的124.4万个迅速增加到了2019年的315万个，三年增速154%。这其中超大型数据中心占比从11.3%增加到37.4%。2020年国内数据中心的总能耗已突破2千亿千瓦时，相当于消耗了6千万吨燃煤，预计2030年数据中心耗电量将是2020年的5.1倍。如此增速，足以用恐怖来形容了。

因此，数据中心节能势在必行。除了传统的制冷、散热优化之外，最直观的就是通过处理器来节能了。

在此次峰会上，AMD全球副总裁、中国区企业及商用事业部总经理刘宏兵发表了主题为“科技创新推动数据中心新变革”的演讲。详细介绍了处理器如何帮助数据中心节能。

AMD全球副总裁、中国区企业及商用事业部总经理 刘宏兵

谈到企业级处理器节能，相信有些朋友会产生质疑，毕竟当前处理器核心数量越来越多，功耗、发热量也在不断攀升，给数据中心供电、散热都带来巨大挑战，并且这个大趋势难以逆转。

如果单颗处理器功耗难以降下来，那么可以尝试一下其他角度。2019年，从AMD正式发布第二代EPYC处理器开始，就打开了一条构建高效率的路线。2021年AMD推出第三代EPYC处理器，让处理器核心规模及性能再创新高，同时帮助降低TCO。

在固定数量的机柜中，AMD平台服务器可以实现更高的性能，不仅提升了计算密度，且降低了功耗，这才是用户所希望看到的，也是业界的需求。凭借强劲的性能，AMD的“一打多”逐渐被用户认可，市场占有率也随之飙升！

根据国外知名的工作站、专业设计型整机厂商Puget Systems的数据显示，AMD处理器的出货占比已经从去年6月份的5%升至今年6月份的60%。今年二季度的市场调查数据显示，AMD在x86服务器市场的份额为9.5%，同比增加了4%。

模块化小芯片助力处理器创新

刘宏兵在演讲中表示：“AMD始终保持着创新的活力！我们以专注的精神致力于做最好的CPU，给业界提供强大的算力。”

那么，这些创新都体现在了哪些方面呢？答案是：采用了模块化混合小芯片设计。

传统x86处理器一般都采用同样大小的多核心组合方式，劣势在于处理器核心数量及互联的效率到一定阶段后难以提升。相比之下AMD EPYC采用了Chiplets模块化混合小芯片设计，辅以先进的7nm制程工艺，能够组合出更多处理器核心，通过巧妙的方式实现了首款64核128线程x86处理器，提供出色的IO性能和效率。

展台上，第三代EPYC真身

AMD EPYC处理器中，CCX称为单元模块，一般被设计为8核、16线程，如果处理器是16核心，那么则需要两组CCX。

在上一代“Zen 2”架构中，每个CCX中有两组16MB的L3缓存。最新的Zen 3架构则是将CCX中的8颗核心放在一起，共用32MB的L3缓存。所带来的优势在于缓存总量不变的情况下，每颗核心在大多数情况下都可以使用更多的L3缓存空间。

在同样的固定频率、核心数量配置下，综合数十个应用负载测试结果，“Zen 3”架构的IPC相比于“Zen 2”提升了高达19%！

数据未动，安全先行

“当出现数据大集中的时候，也正是风险大集中之时。”相信，这也早已成为大数据时代下IT人的最大担忧。

近两年，一些大企业数据被盗事件屡屡发生，黑客们正在不断通过更多先进工具来窃取数据。AMD处理器则是通过一颗独立的芯片来加密内存，进而帮助防止数据在内存中泄露。此外，AMD还将AVX2扩展至256位，能够加速加密和解密算法。

虚拟机方面，AMD “Zen3”架构增强了SEV-ES特性，能够限制中断和恶意程序的注入，还可以调试寄存器到交换状态中。传承了上一代的安全功能，AMD对密钥的生成和管理提供了加密功能，构建了以硬件级为基础的安全平台。在操作系统内核执行BIOS代码之前，先由安全处理器加载ROM，并对BIOS进行验证，同时执行秘钥管理，待验证通过之后再开始启动步骤。进一步降低安全风险。

简单地说，就是从硬件到软件，都能够保障虚拟机、内存以及整个系统的安全，并且得到了VMware、AWS等企业级服务商认可。

实战应用，AMD大秀肌肉

“我们现在常用的服务，很多都是基于AMD EPYC的支持。包括微软office 365、腾讯会议、zoom、Twitter等等。”在服务器分论坛上，AMD中国区企业及商用事业部销售总监周俊杰将发表了“AMD EPYC处理器让数据中心超越边界”的主题演讲。短短的几年时间里，AMD EPYC已经无处不在了。

AMD中国区企业及商用事业部销售总监 周俊杰

当前，云计算已经深入我们工作与生活的方方面面，为了支撑这些繁杂的线上业务，云服务商在全球各地建设了众多规模庞大的数据中心。那么，AMD在这方面表现如何呢？

周俊杰在演讲中介绍AMD的云服务商朋友圈，包括AWS、阿里云、谷歌云、IBM、微软Azure、Oracle云、腾讯云等等，几乎涵盖了所有头部云服务商。

在绿色节能方面，“一打多”再次成为了论坛中的热门话题。在AMD关系型数据库解决方案中，客户用双处理器的第三代EPYC服务器替代了原有的4处理器平台，对比之下性能竟然还提升了14%。

数据分析解决方案中，成本更低的单路服务器可谓大放异彩，客户用单路EPYC服务器替换了双路平台，性能得到了60%的提升。这也恰恰迎合了高质低碳的大会主题，让节能与高效可以兼得。

在服务器分论坛上，周俊杰还透露了一个消息：计算能力超过百亿亿次的超级计算机Frontier将于今年完成，在性能方面再次挑战巅峰！

Frontier系统设计使用新一代为HPC、AI优化的AMD EPYC处理器和AMD Instinct计算卡。双A组合下的Frontier预期峰值处理能力将达到150亿亿次FLOPS。

它将为橡树岭国家实验室提供模拟和建模，以提前探究天气、亚原子机构、基因组学、 物理和其他重要科学领域的深层次相互作用的计算需求。

现如今，AMD的发展势头可以用“何当凌云霄，直上数千尺”来形容。在新时代下，AMD不断将创新技术应用于实战，为各行各业的数字化转型提供了全新的解决方案。在能效方面，依托于先进的制造工艺与架构设计，极大提升了单处理器性能，在能效比方面大幅领先，也因此受到了包括云服务商、大型企业及各类行业用户的认可，帮助他们更好地构建绿色数据中心。