AMD EPYC 9754S: процессор с очень специфической квалификацией

В прошлом году компания AMD расширила свою линейку серверных процессоров, выпустив 4-е поколение EPYC. Место топового процессора в этом поколении занимает 128-ядерный 256-поточный чип EPYC 9754, а прямо под ним в модельном перечне располагается чип AMD EPYC 9754S. Разницу между этими двумя процессорами определить просто – она сразу бросается в глаза: в чипе 9754S отключена технология «одновременной многопоточности» Simultaneous Multithreading (SMT). Это значит, что у процессора 9754S столько же ядер, сколько у 9754, а именно – 128, но без SMT и потоков тоже только 128, против 256 у процессора 9754. И этим обусловлена приятная разница в цене, для тех заказчиков, которые и так не пользуются SMT.

Спецификации

Что такое технология AMD SMT и зачем сделали процессор 9754S

Одно ядро процессора EPYC с поддержкой SMT может обрабатывать два потока одновременно, что потенциально означает более эффективное использование ресурсов CPU. Пока один поток находится в режиме ожидания загрузки данных из памяти или простаивает по какой-либо другой причине, второй поток может выполнять команды. Это значит, что ядро в целом меньше простаивает и потенциально обеспечивает более высокую производительность процессора. Особенно наглядно это работает в таких сценариях, как виртуализация и рендеринг.

Отключение SMT позволяет производителям продавать эти чипы как продукты начального уровня, в то же время гарантируя, что они отвечают определенным критериям производительности и стабильности. На попадание чипов в категорию процессоров без SMT влияют такие факторы, как биннинг, стратегии сегментирования рынка и желание создать продукт, отвечающий конкретным требованиям производительности или эффективности; таким образом, выявляются нюансы, которые учитывают производители при планировании производства и маркетинга готовой продукции.

Вместе с тем, не все нагрузки используют преимущества SMT, и во многих случаях в серверах AMD поддержку SMT отключают вручную в настройках BIOS. Хотя это мощная опция настройки, есть еще один важный момент. Чип 9754S с заводским «пожизненным» отключением SMT стоит существенно дешевле, чем 9754. И в любом случае однопоточные приложения, вычислительные нагрузки и вообще любые сценарии, чувствительные к задержкам CPU, более эффективно выполняются на процессорах без SMT.

Сравнение производительности AMD EPYC 9754S и EPYC 9754

Мы проведем два стандартных теста – y-cruncher и Cinebench 2024 – и посмотрим, насколько различается производительность процессора с SMT и без SMT. Мы сравним друг с другом процессоры 9754S и 9754, причем 9754 будем запускать как с SMT, так и без SMT, чтобы посмотреть, какие преимущества имеет 9754S, у которого SMT нет вообще.

Тестовая платформа

• ASUS RS720A-E12-RS24U
• 512 ГБ DDR5
• Windows Server 2022

Cinebench 2024

Начнем с Cinebench 2024, запустив оба процессора «как есть»: модель S – без SMT, модель без S – с SMT. Разница результатов в режиме одного ядра сопоставима со статистическим разбросом.

Выбор y-cruncher обусловлен архитектурой этой программы, позиционируемой как общесистемный тест. Вычисляя число «пи» с точностью, какую только позволяет системная память, мы проверяем наше интуитивное предположение о том, что SMT может негативно влиять на скорость выполнения сценариев, в которых лимитирующими факторами выступают ресурсы памяти и производительность ядра CPU. Давайте посмотрим на результаты, прежде чем переходить к выводам.

y-cruncher 0.8.3

y-cruncher 0.8.4

Выводы

В техническом сообществе ведутся глубокомысленные споры о специфических хитростях технологии AMD SMT и ее вкладе в системную производительность. По идее, SMT представляется очевидным выбором для тех, кто заинтересован в повышении производительности. Теоретически: если подключение SMT переводится в идеальную масштабируемость, почему бы не рассматривать процессоры с SMT как более предпочтительный выбор вообще?

Эффективность SMT и архитектура ядра соотносятся между собой не как черное и белое. Невнятная масштабируемость SMT не обязательно означает плохую реализацию этой технологии. Это может указывать и на то, что архитектура ядра сама по себе мощная и на фоне этой мощности влияние SMT не так заметно. Этот парадокс только подчеркивает давно известную истину: производители процессоров не могут заявить универсальное «безразмерное» преимущество для всех приложений, которое обеспечивалось бы SMT или аналогичной технологией. Они признают, что, хотя в определенных сценариях из SMT можно извлечь дополнительную производительность, это достигается ценой некоторых издержек в других сценариях.

Сквозь призму высокопроизводительных вычислений и суперкомпьютинга ограничения SMT видны более четко. Хотя идея удвоения числа потоков относительно числа ядер звучит заманчиво, в действительности это не эквивалентно удвоению количества ядер. В некоторых случаях это даже может приводить к спадам производительности, так как потоки конкурируют между собой за ресурсы кэша. Тем не менее, в большинстве многопоточных приложений, особенно в тех, где отсутствует конкуренция за кэш, технология SMT повышает производительность и просто блестяще проявляет себя в задачах, полностью задействующих ее потенциал.

Заключение

Технология AMD SMT бывает крайне полезна в широком диапазоне корпоративных приложений. Но не все виды нагрузки нуждаются в преимуществах SMT. Как показывают результаты тестов, AMD вполне может выгодно использовать вариативность своего производства, предлагая солидный продукт с уникальными характеристиками производительности и цены. Разработчики платформ для специфических видов нагрузки, использующих чистую производительность ядра без SMT, могут сэкономить на процессорах, покупая чипы AMD EPYC 9754S, в которых технология SMT «пожизненно» отключена производителем.