掌控异构全产业链，AMD欲引领未来计算时代

时来天地皆同力 。

AMD最近两年的日子过得相当不错。凭借着高效能的Zen2架构，AMD在企业级市场一举翻身，继桌面级之后再度获得了用户的支持与尊重，一时间整个市场AMD YES的声音也是不绝于耳。要知道，这距离AMD重返企业级市场也仅仅过去了几年的时间，而AMD如今的市场份额已经逼近两位数。

是什么让AMD能够在短短一年就赢得巨大的增长？AMD在哪些领域更具备优势？针对计算，AMD未来的目标是什么，未来的产品有哪些？往下看。

AMD霄龙处理器获多家超算中心认可

SC大会的全称叫做全球超算大会，也是HPC领域规模最大、影响力最大、参与人数最多的大会，被誉为HPC领域的“奥斯卡”。因为新冠疫情因素，今年大会转移到了线上进行，但是这丝毫没有影响与会者的热情。借助于网络大会的影响力进一步扩大，也让更多人看到了HPC与AI的紧密结合，自然也更强调了计算的价值。

高性能计算对于处理器性能有着无限的渴求，也是计算需求的无底洞。正因为如此，越是能够得到高性能计算应用的支持，越证明了处理器在性能、可靠性、稳定性等多方面能力。从2016年到2020年，AMD在HPC市场的份额增长迅猛，如今已经有78%的客户更倾向于采用AMD平台。

这显然意味着AMD产品的成功。得益于对品质的不懈追求，得益于第二代霄龙处理器带来的性能提升，AMD拿下了被誉为“计算皇冠”的HPC市场，满足了市场对于性能的苛刻要求，也获得了包括美国能源部、国家橡树岭实验室、E级超级计算机等众多项目的订单。

最高64个物理核心的第二代EPYC处理器在众多测试软件和应用实例中都有出色的表现，特别是对于那些虚拟化的场景来说，多核心的优势更为明显；而对于某些强调高频浮点性能的应用来说，AMD也提供了高主频、大缓存的产品。

“HPC客户之所以选择使用第二代AMD EPYC处理器，最重要的原因就是我们提供了出色的能效比，同时超高的主频也使得他们的业务负载更多、运行更加流畅“，AMD高级副总裁兼服务器业务总经理Dan McNamara 表示，“出色的性能也为第二代EPYC处理器带来了4倍提升的能效比，使得总体拥有成本更加优化”。

以AMD在今年4月发布的霄龙7Fx2处理器为例——这个系列的产品包括8核心、16核心和24核心三个型号。相对于64核心的霄龙7002系列来说，霄龙7Fx2处理器能提供最高3.9GHz的加速主频 ，256MB三级缓存、240W热设计功耗也让其具备了超高的性价比，更适合HPC在工业设计、空气动力学等高性能、高吞吐的应用场景。

在刚刚过去的10月底，HPE宣布拿下了价值1.6亿美元的大单——为芬兰打造一套550千万亿次超级计算机LUMI。据悉，这个项目是由EuroHPC（欧洲高性能计算联合会）牵头进行的，其目的就是打造一套符合E级计算标准的超级计算机，以帮助科学家们能够在流行病学、生物信息学和分子建模方面进行大量的计算。而这台超级计算机采用的“大脑”就是由AMD提供的下一代EPYC CPU和Instinct GPU等产品，可以说是一台“原汁原味”的AMD超级计算机。

这其实并非是AMD第一次拿下E级计算的大单。早在全新的ZEN2架构推出之后，AMD处理器多核心、高性能的优势就被超算领域所看重，并迅速被应用于超级计算机的研发中。美国能源部更是将计划中未来三大E级超算中的两套确定为AMD平台（Frontier和El Capitan），这可以看做是对于AMD品质的重大认可。

其实这也只能看做是AMD霄龙处理器取得的众多成就的一小部分。在AMD官方宣布的名单中，我们还看到了包括德国斯图加特超算中心、美国圣地亚哥超算中心、法国国家气象局等一众机构的身影，当然这其中也不乏美国印第安纳大学、普渡大学、德州理工大学等一众名校，更说明了AMD在HPC领域已经获得了科研机构的一致认可。

当然这些认可都是基于对AMD品质的信任，甚至LUMI超算已经预定了AMD下一代霄龙处理器和AMD Instinct MI100计算加速卡。要说这两款产品同样是让整个IT行业都翘首以盼的“黑科技”，特别是AMD Instinct MI100计算加速卡是继上一代Radeon InstinctMI50之后的全新产品，被誉为是AMD在异构计算市场布局的“重磅利器”。

布局异构平台，AMD欲掌控全计算产业链

除了在CPU市场与英特尔持续竞争之外，在GPU市场AMD也一直在与老对手英伟达“相爱相杀”。

自机器学习普及、AI应用成为IT产业主流之后，每次提到异构计算大家的第一反应就是GPU，而自2012年泰坦超级计算机的成功也代表着CPU+GPU这种异构计算方式成为了行业主流。反观如今的超级计算机产业，排名靠前的系统中大多采用了异构计算的方式，这也意味着未来的时代必然是异构时代。

AMD也敏锐把握住了这个市场，并早在2018年就率先推出了业界基于7nm工艺的图形计算卡——Radeon Instinct MI60和Radeon Instinct MI50。机器学习训练和推理、领先的显存和扩展性、唯一的硬件虚拟化、端到端的ECC纠错保护等等特性在当时看来都是业界领先的，而这一系列产品的推出也意味着AI应用不再只有唯一解。

如今，在经过2年的打磨与升级之后，AMD在本次SC20大会上宣布了其迭代产品——AMD Instinct MI100计算加速卡。相对于Radeon的系列命名来说，被冠以AMD的命名也意味着计算加速卡的定位进行了升级，成为了AMD重要的产品线。而在性能方面，AMD Instinct MI100计算加速卡也带来了前所未有的突破。

FP64浮点性能一直是AMD的强项，而这一次为了突出AMD Instinct MI10计算加速卡的优势，与2000年世界排名第一的超级计算机ASCI White进行对比，测试表明，如今一块AMD Instinct MI100计算加速卡的性能就可以媲美当年的世界第一，而在成本、能耗、占地面积等等方面，AMD Instinct MI100的提升无疑是划时代的。

这当然得益于AMD Instinct MI100计算加速卡采用的全新架构——CDNA。这是AMD为计算加速卡架构特别设定的名称，以区别于用作实时游戏渲染的RDNA架构。按照规划，专门针对GPU计算进行优化，由此和游戏优化的RDNA架构分道扬镳。据介绍，CDNA架构会专注于计算/张量操作性能，从而加速机器学习、高性能计算，而且可以通过Infinity Fabric互连总线灵活设计性能，并支持增强的企业级RAS特性、安全、虚拟化技术。

新架构也带来了全新的性能体验。据介绍，AMD CDNA采用了全新矩阵架构的核心设计，更适合HPC和AI应用的需求，其AI性能特别是FP16指令集的性能表现是之前的7倍，传输速度也得益于PCI-E4.0接口提升了4倍之多，内存计算带宽更有20%的加速，达到了1.2TB/s。从这些数字看来，AMD Instinct MI100计算加速卡的性能可以用“飙升”来定义。

似乎是觉得这些数字还是不过瘾，官方还给出了AMD Instinct MI100计算加速卡与上一代的对比测试成绩。我们看到，三个项目中AMD Instinct MI100计算加速卡实现了最高近4倍的性能提升，尤其是在AI领域的提升更为明显。这也意味着，那些未来采用了AMD Instinct MI100计算加速卡的超级计算机也会在AI计算能力上获得最大提升。

如今，AMD Instinct MI100计算加速卡已经在橡树岭实验室进行测试，并被广泛应用在分子动力学范畴的NAMD大分子模拟、面向天文研究的CHOLLA流体力学应用、面向生物研究的PIConGPU癌症诊断和GESTS 海洋流体力学模拟等多个领域，进行高精尖的科学研究计算。

据悉，包括HPE、戴尔、超微和技嘉在内的多家服务器供应商都会在第一时间提供对于AMDInstinct MI100计算加速卡的支持，并应用在自家的主力机型当中，比如HPE的Apollo 6500和戴尔PowerEdge R7525。这也意味着，AMD Instinct MI100计算加速卡已经在这些设备上取得了认证资质，用户也可以在发售的第一时间进行体验。

在企业级市场，许多时候我们都将生态系统视为业务的命脉，甚至有了“生态护城河”的说法。但我们必须意识到，生态系统的是基于高品质产品的基础上的，没有出色的产品，再好的护城河也会枯竭，久而久之生态系统也将土崩瓦解。所谓“打铁还需自身硬”，深挖产品、提升性能，才是芯片厂商成功的第一步。

性能上去了，自然生态也就形成了——这次AMD也发布了最新的ROCm4.0。ROCm开放式生态系统是第一个针对加速式计算且不限定编程语言的超大规模开源平台。相对于传统的机器学习来说，ROCm平台为追求高灵活性和高性能而构建，让机器学习和高性能计算社区的参与者能够借助各种开源计算语言、编译器、库和重新设计的工具来加快代码开发，从而解决他们面临的艰巨挑战。

从2018年的2.0时代到如今的4.0时代，AMD实现了ROCm每年一个版本的迭代，其应用范畴也从最初的平台搭建到如今的为机器学习和HPC而优化，使其更好的适应未来E级计算的发展趋势。这也呼应了AMD官方所说的——科学家和研究人员需要配备强大易用的工具来解决世界上最艰巨的挑战。如今ROCm 4.0在美国橡树岭国家实验室、匹兹堡大学、澳大利亚PAWSEY超算中心都已经实现应用。

HPC领域的全面应用、全新一代的GPU升级和更完善的生态系统，是本次会上AMD为我们呈现出的三道“大餐”，也被AMD誉为重大革新。从这些成绩来看，AMD已经正式成为异构计算的领军者，即便是在对性能与品质要求最为严苛的HPC市场，AMD也在摧城拔寨，势如破竹。

很显然，AMD已经不满足于CPU市场的成功，而希望更多在异构市场进行布局。如今的AMD正在下一盘大棋，通过布局整个异构市场获得未来在计算领域的主动权，进而引领未来的AI时代。

计算力就是生产力，这句话在AMD的身上得到了最好的呈现。