Epyc 7xx2: Rome ist AMDs 64-Kern-Durchbruch im Server

Einen Monat nach dem Start der neuen Zen-2-Architektur im Desktop-Markt mit Ryzen 3000 gibt AMD nun auch den Startschuss im Server-Segment. Zum halben Listenpreis des schnellsten Xeon liefert AMD mit Rome mehr als doppelt so viele Kerne bei nur rund 15 Prozent weniger Takt trotz vergleichbarer TDP und bis zu 256 MB L3-Cache.

Lange angekündigt, dann auch mit Design-Überraschung gezeigt und hier und dort mit Benchmark-Seitenhieb in Richtung Konkurrenz schmackhaft gemacht – AMD hat große Erwartungen an die Epyc-Prozessoren der Rome-Familie geweckt. Ursprünglich sollten diese sogar das Debüt der Zen-2-Architektur im neuartigen Chiplet-Design bilden, doch waren die Ryzen 3000 (Test) für Desktop-Systeme dann doch zuerst an der Reihe.

Etwas später als vermutet ist nun die Katze aus dem Sack. Mit 19 Modellen schickt AMD die neuen Epyc-CPUs ins Rennen, um im lukrativen Servermarkt dem Beinahe-Monopolisten Intel weitere Marktanteile abzuknöpfen. Die Zeichen dafür stehen gut, denn mit den IPC-Verbesserungen von Zen 2, dem fortschrittlichen 7-nm-Prozess mit höherem Takt und besserer Effizienz sowie vor allem der nochmals erhöhten Anzahl an Kernen und Threads gerät Intels Xeon-Portfolio noch stärker unter Druck.

Dass Intel sowohl Ryzen 3000 als auch Epyc Rome sehr ernst nimmt, zeigte sich in einem durchgesickerten Memo, in dem Intel-Mitarbeiter auf den größten Konkurrenzdruck durch AMD seit Jahren eingeschworen wurden.

Rome startet mit 19 neuen Epyc-Modellen

Mit nur kleiner Änderung am Namensschema von Epyc 7xx1 (Naples, Zen) auf Epyc 7xx2 (Rome, Zen 2) geht die neue Generation an den Start. Die Palette reicht vom Epyc 7232 am unteren Ende mit acht Kernen, 16 Threads, 32 MB L3-Cache und 120 Watt TDP bis zum neuen Flaggschiff Epyc 7742 mit 64 Kernen, 128 Threads, 256 MB L3-Cache und 225 Watt TDP. Dazwischen ordnen sich weitere Modelle mit 8 Kernen, 12 Kernen, 16 Kernen, 32 Kernen, 48 Kernen und 64 Kernen ein. Alle bieten dank Simultaneous Multithreading (SMT) jeweils doppelt so viele Threads wie physische Kerne. Fünf Varianten tragen das Kürzel „P“, das den ausschließlichen Einsatz in Single-Socket-Servern signalisiert, während die anderen Modelle auch für Dual-Socket-Systeme geeignet sind. Gegenüber den zuletzt inoffiziell gehandelten Spezifikationen hat sich bei vielen Modellen noch etwas getan, mal ist der Takt leicht gestiegen, mal wurde der L3-Cache anders konfiguriert. Bei der TDP gab es hingegen keine Anpassungen.

CPU	Kerne/Threads	Turbotakt	Basistakt	Cache	TDP	UVP
Epyc 7742	64/128	3,40 GHz	2,25 GHz	256 MB	225 W	$ 6.950
Epyc 7702	64/128	3,35 GHz	2,00 GHz	256 MB	200 W	$ 6.450
Epyc 7702P	64/128	3,35 GHz	2,00 GHz	256 MB	200 W	$ 4.425
Epyc 7642	48/96	3,30 GHz	2,20 GHz	256 MB	225 W	$ 4.775
Epyc 7552	48/96	3,30 GHz	2,20 GHz	192 MB	200 W	$ 4.025
Epyc 7542	32/64	3,40 GHz	2,90 GHz	128 MB	225 W	$ 3.400
Epyc 7502	32/64	3,35 GHz	2,50 GHz	128 MB	180 W	$ 2.600
Epyc 7502P	32/64	3,35 GHz	2,50 GHz	128 MB	180 W	$ 2.300
Epyc 7452	32/64	3,35 GHz	2,35 GHz	128 MB	155 W	$ 2.025
Epyc 7402	24/48	3,35 GHz	2,80 GHz	128 MB	180 W	$ 1.783
Epyc 7402P	24/48	3,35 GHz	2,80 GHz	128 MB	180 W	$ 1.250
Epyc 7352	24/48	3,20 GHz	2,30 GHz	128 MB	155 W	$ 1.350
Epyc 7302	16/32	3,30 GHz	3,00 GHz	128 MB	155 W	$ 978
Epyc 7302P	16/32	3,30 GHz	3,00 GHz	128 MB	155 W	$ 825
Epyc 7282	16/32	3,20 GHz	2,80 GHz	64 MB	120 W	$ 650
Epyc 7272	12/24	3,20 GHz	2,90 GHz	64 MB	120 W	$ 625
Epyc 7262	8/16	3,40 GHz	3,20 GHz	128 MB	155 W	$ 575
Epyc 7252	8/16	3,20 GHz	3,10 GHz	64 MB	120 W	$ 475
Epyc 7232P	8/16	3,20 GHz	3,10 GHz	32 MB	120 W	$ 450
UVP in US-Dollar exklusive Mehrwertsteuer

Die neue Zen-2-Architektur

Über die Architektur Zen 2 wurde bereits umfangreich berichtet. Diese ist bei Epyc 2 sehr ähnlich wie bei den Ryzen 3000 umgesetzt, liefert im Server aber nun bis zu acht Compute-Chiplets (CCD) mit je bis zu acht und so insgesamt 64 Kernen, während im Desktop mit dem Ryzen 9 3950X bei 16 Kernen Schluss ist. Für den High-End-Desktop soll aber bald Ryzen Threadripper 3000 mehr Kerne bieten.

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Via Infinity Fabric werden die CPUs in Dual-Sockel-Systemen untereinander verbunden. Mit neuen Mainboards soll die Datenrate von 10,7 GT/s auf bis zu 18 GT/s steigen. Weitere Folien fassen die Architekturänderungen im Vergleich zur ersten Zen-Generation bei Naples noch einmal zusammen.

SP3-Plattform erhält PCIe 4.0

Mit dem Sockel SP3 bleibt die Basis unverändert. Allerdings weisen Fußnoten darauf hin, dass die Neulinge mit einer TDP von über 200 Watt nicht unbedingt von Mainboards für die erste Generation unterstützt werden. Alle Epyc 7xx2 bieten erneut acht Speicherkanäle, allerdings nun für schnelleren DDR4-3200 und bis zu 4 TB RAM pro Sockel sowie erneut 128 PCIe-Lanes je CPU, die aber nun mit PCIe 4.0 statt zuvor PCIe 3.0 arbeiten.

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Die doppelte Datenrate von PCIe 4.0 verschafft AMD Vorteile bei der Anbindung schneller NVMe-Massenspeicher und Netzwerkkarten. Intel unterstützt PCIe 4.0 noch nicht und hat mit Cascade Lake-SP lediglich 48 PCIe-3.0-Lanes sowie ein Sechs-Kanal-Speicherinterface für DDR4-2933 zu bieten. Normale Ausführungen dieser Xeon-CPUs unterstützen lediglich 1,5 TB RAM pro Sockel; nur gegen hohe Aufpreise gibt es Sondermodelle mit 2 TB oder 4,5 TB RAM pro Sockel.

Das Thema Sicherheit

Angesichts der wachsenden Zahl an enthüllten Sicherheitslecks bei Prozessoren in diesen Tagen gewinnt das Thema Sicherheit auch bei CPU-Vorstellungen an Bedeutung. Dass AMD-Prozessoren seltener als Intel-CPUs betroffen sind, nutzt AMD als Werbemittel. Weder von Meltdown, Foreshadow, TLBleed noch ZombieLoad seien die neuen AMD-CPUs betroffen. Gegen Varianten von Spectre wurden nach Software-Lösungen bei Zen 1 nun Maßnahmen in Hardware umgesetzt.

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In Epyc 2 ist ein sogenannter Secure Processor (ARM Cortex R5) integriert, mit dem sich Sicherheitsschlüssel generieren und verwalten lassen. Darauf aufbauende Maßnahmen zur Erhöhung der Sicherheit bilden eine AES-128-Engine im Speichercontroller auf dem I/O-Die sowie Funktionen zur Speicherverschlüsselung (Secure Memory Encryption, SME) und Virtualisierung (Secure Encrypted Virtualization, SEV). Statt der 15 Keys bei Epyc 7xx1 gibt es nun 509 Keys zur Speicherverschlüsselung bei Epyc 7xx2.

Erste Tests untermauern AMDs Versprechen

Eine deutlich höhere Leistung gegenüber den Vorgängern als auch der Konkurrenz verspricht AMD. Und dies ist augenscheinlich nicht übertrieben. AnandTech konnte bereits einige Tests durchführen und zieht ein wohlwollendes Resümee:

Für diejenigen mit wenig Zeit: AMD bietet Ihnen bei gesockelten High-End-x86-Prozessoren eine bis zu 50 bis 100 % höhere Leistung zu einem 40 % niedrigeren Preis. Wenn Sie sich nicht für die Low-End-Server-CPUs entscheiden, gibt es keinen Wettbewerb: AMD bietet eine viel bessere Leistung zu einem viel günstigeren Preis als Intel, mit mehr Speicherkanälen und mehr als der doppelten Anzahl von PCIe-Lanes. Diese sind zudem PCIe 4.0-Lanes. Was ist, wenn Sie mehr als 2 TB RAM in Ihrem Dual-Socket-Server benötigen? Der Preisvorteil zugunsten von AMD wuchs soeben auf 50 %. [...] Hat AMD das Undenkbare getan? Intel so geschlagen, dass es keinen Wettbewerb gibt? Nach unseren vorläufigen Tests ist dies bis jetzt der Fall. Die Markteinführung der zweiten Generation von AMD-EPYC-Prozessoren ist nicht weniger als historisch und übertrifft die Konkurrenz in nahezu jeder Hinsicht um ein Vielfaches: Leistung, Leistung pro Watt und Leistung pro Dollar.

Im Gesamtpaket mit bis zu 64 effizienten Kernen zu dennoch günstigeren Preisen und mit stärkerer I/O-Ausstattung hat AMD gegenüber Intels Cascade Lake-SP klar die Nase vorn.

Cascade Lake-AP eher eine Notlösung

Zumindest in puncto Leistung will Intel mit den eingeschobenen Cascade Lake-AP AMD Paroli bieten. Die CPUs der Serie Xeon 9200 verschmelzen zwei Cascade Lake zu einem Prozessor mit bis zu 56 Kernen. Allerdings entsteht dadurch ein riesiges Package mit zwar hoher Leistung, aber auch extrem hoher TDP von 400 Watt. Dass Cascade Lake-AP zudem nur direkt auf die Hauptplatine gelötet wird und damit nicht einfach austauschbar ist, disqualifiziert diese Speziallösung für den Mainstream-Server-Markt, womit Cascade Lake-AP auch nicht als Konkurrenz zu AMD Epyc 7xx2 zu sehen ist.

Erst Anfang des nächsten Jahres soll es mit Cooper Lake die 56 Kerne bei Intel auch mit einem Sockel geben. Allerdings wird auch diese Generation noch auf einem 14-nm-Verfahren basieren. Erst Intels Ice Lake-SP wird 10 nm mit hoher IPC-Steigerung in Server bringen, doch deutet bisher vieles darauf hin, dass dies mit deutlich weniger Kernen geschieht. Aus diesem Grund sieht sich AMD mit Epyc 2 alias Rome auch bereits für diesen Konter gut gerüstet.

Zen 3 ist fertig designed, Zen 4 in Arbeit

Außerdem will AMD bereits das Design von Zen 3 auf Basis optimierter Fertigung (7nm+) für die dritte Epyc-Generation namens Milan fertiggestellt haben und im Fahrplan sein. In einem Interview hatte AMDs Forrest Norrod Milan für Mitte 2020 in Aussicht gestellt und die Beibehaltung des Sockels SP3 sowie DDR4- statt DDR5-Support bestätigt. Die Arbeiten an dessen Nachfolger Genoa auf Basis von Zen 4 sind bereits im Gange.