AMD Epyc 7003: Milan mit Zen 3 bietet auch CPUs mit 32 MB L3 pro Kern

Mit Epyc 7003, Codename „Milan“, betritt AMDs 3. Generation Zen-Server-CPUs den Markt mit breiter Produktpalette: Vom Intel-Stänkerer über das Cache-Monster bis zur 7.900-USD-Lösung ist alles dabei. Gemein ist allen die Zen-3-CPU-Architektur, wie bei Ryzen 5000 findet die bestehende Plattform Verwendung.

Milan: Das Beste kommt zum Schluss

Nach dem Desktop und dem Notebook kommt bei Zen 3 das Beste zum Schluss: die Server-Prozessoren. Erneut geht das Aushängeschild „Epyc“ mit bis zu 64 Kernen und stets Acht-Kanal-Speicher an den Start, die zugrundeliegende Plattform mit dem Sockel SP3 bleibt komplett identisch. Das macht es für OEMs und Bestandskunden einfach, die bisherige Epyc-CPU durch ein schnelleres Modell zu ersetzen. AMD garantiert das für alle Epyc-7002-Lösungen, wenn sie ein BIOS-Update erhalten haben.

Herzstück der neuen Server-Prozessoren ist die CPU-Architektur Zen 3. Binnen fünf Monaten hat AMD damit alle drei Sparten auf die gleiche CPU-Architektur umgestellt, so schnell war der Hersteller noch nie. Allerdings hat AMD noch nicht die kompletten Serien umgestellt: Bis dato gibt es noch deutlich weniger Zen-3-Lösungen als Zen 2, im Desktop und Notebook fungiert die neue Generation eher als ausgewählte „bessere“ Variante, während Zen 2 weiterhin im Portfolio verbleibt. Im Server lässt AMD bereits zum Start deutlich mehr Modelle auflegen, hier entsteht das größte Zen-3-Portfolio.

Mehr Leistung fürs Geld dank Zen 3

Mehr Leistung als beim Vorgänger, das verspricht AMD mit Epyc 7003. Dass das keine hohle Floskel bleibt, dafür dürfte die Architektur sorgen, denn die Zen-3-Kerne sind für zweistelliges Wachstum gegenüber dem Vorgänger Epyc 7002, Codename Rome, mit Zen-2-Architektur gut. Aber auch der Preis zieht an: Das Topmodell mit 64 Kernen kostet mehr, 7.890 US-Dollar will AMD laut Liste dafür haben. Bis zu 19 Prozent mehr IPC von Zen 3 und minimale Takterhöhungen sollen den Aufpreis von 13 Prozent überwiegen, AMDs Argument mit Leistung pro USD. Geschenkt oder ohne Aufpreis gibt es mehr Leistung auch im Server aber nicht.

Zen-3-Kerne und Feintuning im Detail

Im Server wird Zen 3 von den gleichen grundlegenden Änderungen in der Architektur profitieren wie die Desktop-Lösungen und zuletzt auch die ersten Vertreter im Notebook. Neue CPU-Kerne bedeuten nicht nur einen neues Front End und Back End mit diversen Anpassungen, das neue Cache-Design im Core Complex ermöglicht es vielmehr auch bei Epyc Gen 3, dass ein Kern auf volle 32 MByte L3-Cache zugreifen kann. Dies macht sich AMD explizit in gewissen Spezialmodellen zunutze, im Extremfall können dort acht CPU-Kerne 256 MByte nutzen. Doch auch jede reguläre CPU profitiert davon, wie Ryzen 5000 bewiesen hat.

Neue IPC-Rechnung im Server: „up to 19 %“

AMD hatte bereits mit Ryzen 5000 auf Basis von Zen 3 die IPC-Rechnung gegenüber Ryzen 3000 geändert, für den Server wird sie erneut angepasst. Grundlage für die Berechnung ist ein 8-Kerner, bei dem der Takt auf 3,7 GHz festgesetzt wurde und der gegen den Vorgänger antritt: Epyc 72F3 (8C/8T, 3,7 GHz) gegen Epyc 7F32 (8C/8T, 3,7 GHz) lautet das Duell. Überraschend ist dabei die Deaktivierung von SMT in der neuen Gleichung. Auf +19 Prozent IPC kommt AMD letztlich über eine Mischung aus „ausgewählten Lasten, darunter SPECrate 2017_int_base, SPECrate 2017_fp_base, und ausgewählte Server-Worloads“.

Ein kompletter Run in SPECrate 2017_int_base mit dem neuen Flaggschiff Epyc 7763 gegenüber dem besten Vorgänger Epyc 7H12 gibt ein Ergebnis von 717 zu 819 Punkten – ein Plus von 14 Prozent bei gleicher TDP von 280 Watt. Im Floating-Point-Test sind es 636 zu 543 Punkte – 17 Prozent mehr. Die IPC-Rechnung fällt dabei, wie zuletzt bei Intel Rocket Lake, aber auch den eigenen Ryzen 5000, eher wohlwollend aus, beide Hersteller geben stets das Ergebnis als „up to“ an. Rechtlich sind sie so auf der sicheren Seite, in vielen Tests rangiert der Leistungsgewinn aber unter diesem Wert.

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Unterstützung für 4-, 6- und 8-Kanal-Speicher

Die neuen Epyc 7003 bieten wie die Vorgänger ein 8-Kanal-Speicherinterface. Um kleineren CPUs mit dem Blick auf die Gesamtkosten aber Optionen anzubieten, können die CPUs problemlos im 4-Kanal-Modus und – seit dieser Generation neu – auch mit sechs Speicherkanälen betrieben werden. DDR4-3200 wird als höchster Takt mit einem DIMM pro Kanal unterstützt, der maximale Speicherausbau liegt bei der Nutzung aller acht Kanäle und insgesamt 16 Slots erneut bei 4 TByte – sofern jemand an die passenden Speichermodule kommt.

Sicherheit wird groß geschrieben

Seit Spectre und Meltdown ist Sicherheit bei Prozessoren in den Fokus von jedermann gerückt. AMD betont, dass in Zen 3 die beste Optimierungen geflossen sind, die in der Design-Phase verfügbar waren, und so den geringsten Einfluss auf die Leistung haben – in jedem Fall weniger als bei Zen 2 und Zen.

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Zuletzt rückte der Speicher als möglicher Angriffspunkt weiter in den Fokus, auch dort hat sich AMD eigenen Angaben zufolge sicherer aufgestellt. Gleiches gilt für den Betrieb in virtualisierten Umgebungen. Neue Features wie Secure Encrypted Virtualization-Secure Nested Paging (SEV-SNP) greifen zusammen mit den verbesserten Sicherheitsfunktionen beim Speicher ineinander. Explizit darauf hinzuweisen, das sind auch Speerspitzen gegen den Mitbewerber Intel, von dem stets neue Sicherheitslücken bekannt werden und der dieser Thematik seit Jahren ständig hinterher läuft, anstatt wieder einmal vor sie zu kommen.

Der I/O-Die ist ein Refresh

Im I/O-Die sitzt bei den Epyc-Prozessoren nicht nur der Speichercontroller, sondern auch die PCIe-Lanes sowie Sicherheits-Features. Um all die neuen Funktionen zu gewährleisten, musste AMD diesen I/O-Die leicht überarbeiten. Alle grundlegenden Funktionen sind allerdings nach wie vor identisch und auch die Fertigung bei Globalfoundries blieb unverändert. Gleich groß sind alter und neuer I/O-Die ebenfalls.

Noch immer gibt 128 PCI-Lanes der vierten Generation, vor allem als GPU- oder Storage-Systeme konfigurierte Server können damit aus dem Vollen schöpfen. AMD wirbt hierbei gern mit der Nutzung von 32 SSD, die alle via vier PCIe-4-Lanes angeschlossen werden können.

Gleicher Sockel und Infrastruktur

„Drop-in-kompatibel“ sind alle neuen Epyc 7003 zu Platinen, die bereits Epyc 7002 aufnehmen konnten. Wurden diese allerdings schon von Epyc 7001 übernommen, sollte der Hersteller zurate gezogen werden. AMD spricht explizit von Support in Rome-Systemen, eine pauschale Aussage über drei Generationen will der Hersteller am Ende lieber doch nicht treffen. Denn trotz gleichem Sockel SP3 hat sich unter der Haube eben doch sehr viel getan, hier ist Ryzen 5000 erneut eine gute Parallele: Auf der Plattform der ersten Generation ist der offizielle Support auch nicht gegeben.

Modellpalette: Vielfalt wird groß geschrieben

64 Kerne hat das Flaggschiff der neuen Epyc 7003, der Einstieg beginnt bei 8 Kernen. Dazwischen hat AMD das Portfolio zum Teil erweitert, Modelle mit 16, 24, 28, 32, 48 und auch 56 Kernen gehören zum Bestand. Den Verbrauch, was bei AMD so ziemlich mit der TDP gleichzusetzen ist, hat AMD dabei nicht angerührt – das kommt der Kompatibilität zugute. Und so verbleiben alle Modelle im Rahmen von 155 bis 280 Watt.

Von den zum Start aufgelegten 19 Modellen sind vier CPUs wieder explizit für die Nutzung in 1-Sockel-Systemen gedacht, Stichwort Workstation. Hier hatte AMD zuletzt Threadripper Pro eingeführt, die im Prinzip das gleiche Pferd von der Desktop-Seite her aufzäumen. Nicht nur die Spezifikationen sind sehr ähnlich, auch bei der Preisgestaltung wird es eng.

Die Intel-Stänker-CPU: Epyc 7453

Eine CPU im Portfolio sticht heraus: der Epyc 7453. Ihn hat AMD explizit auf 28 Kerne gesetzt und dabei den Cache kastriert, was einen massiv gesenkten Preis rechtfertig. Dieser Prozessor ist dazu da, um Intel zu ärgern. Deren aktuelles Flaggschiff hat maximal 28 Kerne, die Preise für CPUs mit dem Maximalausbau bei Intel sind jedoch sehr hoch. 1.570 US-Dollar für den 28-Kerner von AMD sind im Server-Segment eine echte Kampfansage. Die günstige aktuelle Intel-CPU mit 28 Kernen ist der Xeon Gold 6238R für 2.612 US-Dollar, AMD hat sich das etwas schnellere, aber mit 3.950 US-Dollar deutlich teurere Modell Xeon Gold 6258R als Marketing-Gegenspieler ausgesucht.

Die F-Serie: Cache-Monster mit 8 Kernen und 256 MB L3

Pro Kern 32 MByte L3-Cache, das gibt es mit dem AMD Epyc 72F3. Die vier Modelle dieser Serie zeichnet nämlich eine Gemeinsamkeit aus: Sie setzen unabhängig der Anzahl der Prozessorkerne immer auf 256 MByte L3-Cache. Das heißt aber auch, dass sie immer acht CPU-Dies verwenden müssen, selbst beim Acht-Kern-Prozessor. Dort werden also sieben Kerne pro Die deaktiviert und nur einer aktiv gelassen, der die lokalen 32 MByte L3-Cache anspricht. Diese Besonderheit lässt sich AMD aber auch bezahlen: Schon der Acht-Kerner kostet mit knapp 2.500 US-Dollar so viel, dass man dafür fast einen regulären 32-Kerne bekommen könnte.

Keine Acht- und Zwölf-Kerner mehr

Der Einstieg bei Epyc 7003 heißt mit Ausnahme des Kern-Cache-Monsters nun immer mindestens 16 Kerne. Auch einen 12-Kerner, wie in der letzten Generation noch zugegen, wird AMD nicht mehr anbieten. Folglich steigt auch der Einstiegspreis in die Welt der Epyc mit der dritten Generation an: 913 US-Dollar vor Steuern sind als Minimum für ein Modell mit 16 Kernen angesetzt, auch hier ist der Preisanstieg prozentual ähnlich gelagert wie beim Flaggschiff.

Vier P-Modelle für Ein-Sockel-Systeme

Auch die Ein-Sockel-Lösungen gibt AMD bei den Epyc nicht auf, obwohl der Konzern mit Threadripper Pro in diesem Segment nahezu zweigleisig fäht. Denn die Unterschiede bei der reinen CPU sind kaum vorhanden, deshalb sind die neuen Modelle auch hier der Vorbote, was mit Threadripper 5000 und der Pro-Varianten vermutlich später in diesem Jahr zu erwarten sein kann.

Übersicht der Modelle

In der Übersicht wird noch ein Detail deutlich: AMD hat die Bezeichnung der CPUs leicht angepasst. Nicht nur rutschen sie gegenüber der gesamten Epyc-7002-Modellpalette alle eine oder gar zwei Stufen hinauf (in der Zehnerstelle sichtbar), die Spezialmodelle wie beispielsweise die „F“-Serie tragen das Kürzel zudem nun an dritter statt zweiter Stelle, statt Epyc 7F32 ist es nun ein Epyc 73F3. Unterm Strich soll all das deutlich machen, dass Zen-3-CPUs oberhalb der Zen-2-Lösungen angesiedelt sind, was neben der verbesserten Architektur in minimal erhöhten Taktfrequenzen und letztlich auch einem gestiegenen Preis mündet. Aber auch bei AMD sind wie bei Intel Listenpreise nur Listenpreise, am Ende sind sie Verhandlungssache mit teilweise großem Spielraum.

Modell	Kerne / Threads	Basistakt / max. Turbo	L3-Cache	DDR4 (1DPC)	TDP (default)	cTDP Min / Max	Preis
Reguläre Modelle für 2-Sockel-Systeme
Epyc 7763	64 / 128	2,45 / 3,50	256 MB	3200 MHz	280 W	225 W / 280 W	$7.890
Epyc 7713	64 / 128	2,00 / 3,675	256 MB	3200 MHz	225 W	225 W / 240 W	$7.060
Epyc 7663	56 / 112	2,00 / 3,50	256 MB	3200 MHz	240 W	225 W / 240 W	$6.366
Epyc 7643	48 / 96	2,30 / 3,60	256 MB	3200 MHz	225 W	225 W / 240 W	$4.995
Epyc 7543	32 / 64	2,80 / 3,70	256 MB	3200 MHz	225 W	225 W / 240 W	$3.761
Epyc 7513	32 / 64	2,60 / 3,65	128 MB	3200 MHz	200 W	165 W / 200 W	$2.840
Epyc 7443	24 / 48	2,85 / 4,00	128 MB	3200 MHz	200 W	165 W / 200 W	$2.010
Epyc 7413	24 / 48	2,65 / 3,60	128 MB	3200 MHz	180 W	165 W / 200 W	$1.825
Epyc 7343	16 / 32	3,20 / 3,90	128 MB	3200 MHz	190 W	165 W / 200 W	$1.565
Epyc 7313	16 / 32	3,00 / 3,70	128 MB	3200 MHz	155 W	155 W / 180 W	$1.083
Die Anti-Intel-CPU
Epyc 7453	28 / 56	2,75 / 3,45	64 MB	3200 MHz	225 W	225 W / 240 W	$1.570
F-Modelle mit Maximal-L3-Cache
Epyc 75F3	32 / 64	2,95 / 4,00	256 MB	3200 MHz	280 W	225 W / 280 W	$4.860
Epyc 74F3	24 / 48	3,20 / 4,00	256 MB	3200 MHz	240 W	225 W / 240 W	$2.900
Epyc 73F3	16 / 32	3,50 / 4,00	256 MB	3200 MHz	240 W	225 W / 240 W	$3.521
Epyc 72F3	8 / 16	3,70 / 4,10	256 MB	3200 MHz	180 W	165 W / 200 W	$2.468
P-Modelle für 1-Sockel-Systeme
Epyc 7713P	64 / 128	2,00 / 3,675	256 MB	3200 MHz	225 W	225 W / 240 W	$5.010
Epyc 7543P	32 / 64	2,80 / 3,70	256 MB	3200 MHz	225 W	225 W / 240 W	$2.730
Epyc 7443P	24 / 48	2,85 / 4,00	128 MB	3200 MHz	200 W	165 W / 200 W	$1.337
Epyc 7313P	16 / 32	3,00 / 3,70	128 MB	3200 MHz	155 W	155 W / 180 W	$913

Breite OEM-Unterstützung und neue Weltrekorde

AMD will mit der neuen Generation Epyc erneut Marktenteile im Server-Segment hinzugewinnen. 100 neue OEM-Lösungen sollen in diesem Jahr erscheinen, parallel dazu spricht AMD von über 400 Cloud-Instanzen über alle Epyc-Generationen, die durch Unternehmen wie AWS, Cisco, Dell, Google Cloud, HPE, Lenovo, Microsoft Azure, Oracle Cloud, Supermicro, Tencent Cloud und weitere realisiert wurden und noch werden. Mit der Vorarbeit von Naples und Rome soll die Umsetzung der neuen Lösungen noch schneller gehen als in den Jahren zuvor.

Lenovo hatte, wie viele große OEMs, schon länger Zeit Zugang zu Milan-Prozessoren und damit laut AMD bereits über 25 neue Weltrekorde im Server-Bereich aufgestellt. Jetzt ist es an AMD und den OEMs, diese Leistung dem Kunden, der weiterhin überwiegend Systeme von Intel nutzt, zu verkaufen.

ComputerBase hat Informationen zu diesem Artikel von AMD unter NDA erhalten. Die einzige Vorgabe war der frühestmögliche Veröffentlichungszeitpunkt.

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