从量变到质变的飞跃——第四代AMD EPYC处理器独家测试

与第三代EPYC 7003系列处理器相比，新一代EPYC 9004系列处理器有大量的技术进步，主要包括核心数量、计算线程数大幅提升到最高96核心、192线程；5nm“Zen 4”架构带来了标称14%的IPC性能提升；AVX-512指令集的加入；双CPU互联可以最多对外提供160条PCIe 5.0总线；12通道DDR5内存系统则让服务器的内存性能突飞猛进（注：如果您想深入了解新一代EPYC 9004系列处理器的具体技术架构、产品组成，请阅读我们在今天发布的第二篇文章：《第四代AMD EPYC处理器先进技术指南》

《微型计算机》评测室本次对AMD EPYC 9654、EPYC 9554、EPYC 9374F这3款处理器进行了详细测试。其中EPYC 9654处理器是第四代EPYC处理器中定位最高的产品，虽然它的最高加速频率在所有产品中不算高，只有3.7GHz，但它却拥有多达96核心、192条线程，384MB三级缓存。相对64核心的产品，其TDP热设计功耗也没有上升太多，为360W，与EPYC 9554这类高频64核心处理器相同。更值得一提的是，AMD EPYC 9654支持组建双路系统，为用户打造192核心、384线程多核心的超多核心计算系统创造了条件，对那些亟需多线程运算性能的渲染与模拟、科学仿真用户颇具吸引力。

我们测试的第三款AMD EPYC 9374F处理器有所不同，其型号带有“F”，采用这种命名方式的主要目的是突出它拥有更高的单核心基频及最高加速频率，其基准频率就超过前面两款处理器的最高加速频率，为3.85GHz，单核心最高加速频率可达4.3GHz，全核心加速频率达到4.1GHz。这意味着该处理器很适合进行3D建模与与AEC(建筑、工程、施工)可视化等依赖处理器频率的各类应用，同时其核心、线程数也不少，拥有32核心、64线程配置，也能从事渲染、科学运算之类的工作。

为了更直观地体现第四代EPYC 9004系列处理器的进步，我们还采用第三代AMD EPYC处理器中综合性能最强的EPYC 7763参与了测试，EPYC 7763采用Zen 3处理器架构，7nm工艺打造，基于64核心128线程设计，基准频率为2.45GHz，Boost频率最高为3.5GHz，TDP为280W，支持8通道DDR4 3200内存。在参测处理器中，AMD EPYC 7763的技术规格最接近AMD EPYC 9554，所以请大家特别注意EPYC 9554与EPYC 7763的差异，这也最能体现新一代处理器的进步所在。

而基于Zen 3架构的EPYC 7763双路系统则采用AMD DAYTONA_X主板、三星 DDR4 3200 32GB内存，总数量为16根，内存总容量为512GB，搭配三星PM883企业级SSD。接下来我们在Ubuntu 22.04操作系统下，特别采用考察处理器浮点与整数性能、内存性能，以及压缩、光线追踪、科学仿真等十大专业软件、13个子项项目对四款处理器的性能进行了全面测试。

第四代AMD EPYC处理器双路系统测试平台一览

硬盘：美光9300系列企业级NVMe SSD

硬盘：三星 PM883

接下来让我们再看看怪兽级系统：采用192核心、384线程的EPYC 9654双路系统的性能表现。凭借更多的计算核心与线程数，它的表现肯定是最优的，其整数性能相对于EPYC 9554双路系统又领先了多达30.9%，浮点运算性能领先了16.4%。虽说可能由于软件优化有限，无法充分发挥出384条计算线程的最大威力，但可以肯定的是，如果应用场景需要更强大的多线程运算性能，EPYC 9654就是最佳选择。

7-Zip是一款完全免费而且开源的压缩软件，其大部分代码都是基于GNU LGPL协议编写，部分代码基于BSD 3-clause协议编写。其压缩性能测试主要考察处理器压缩文件的速度，是一个支持多线程压缩的测试，比较依赖处理器的整数运算性能与内存性能。

NAMD 是一种并行的分子动力学代码，由伊利诺伊大学厄巴纳- 香槟分校贝克曼高级科学与技术研究所的理论和计算生物物理学小组开发，它主要用于大型生物分子系统的高性能模拟。本次测试中，我们主要通过NAMD来考察参测处理器的浮点性能。

OpenSSL广泛用于保护服务器之间的通信，这是许多服务器堆栈中的重要协议。OpenSSL测试主要包含生成签名和验证签名两部分，我们在本次此时中主要进行了OpenSSL生成签名测试。

C-ray 是一种常用的光线追踪基准测试，可以显示多线程工作负载下处理器的差异，时间越短说明系统性能越强。在本次测试中，我们使用了4K和8K这两种分辨率进行测试，从而对比参测系统在不同负载下的性能差异。

HPL的英文全称为“High-Performance Linpack”，Linpack 是国际上一款用于测试高性能计算机系统浮点性能的基准测试工具。通过对高性能计算机采用高斯消元法求解一元N次稠密线性代数方程组的测试，考量高性能计算机的浮点性能。值得一提的是，该测试支持AVX-512指令集，在支持AVX-512技术的硬件上，可以使用AVX-512指令集运算来完成该测试。

DGEMM是我们此次加入的一个新测试，它是一个基于双精度矩阵乘法例行程序的快速基准测试，可计算以下乘积：C←αAB+βC。其中A、B和C是包含双精度浮点值的矩阵，而α和β是标量。AMD的开源DGEMM基准使用了AOCL 4.0的AMD BLIS组件，其结果最终会反馈出一个Gflops值，该值将接近于可实现的最大系统吞吐量。同样这个测试也可以使用AVX-512指令集运算，可以体现处理器在支持AVX-512指令集后的性能优势。

显然，凭借新一代Zen 4架构、对AVX-512指令集的支持、更高的工作频率、更强大的12通道DDR5内存配置，第四代EPYC 9004系列处理器在以上10大测试项目、13个测试小项中都大获全胜，特别是均为128核心、256线程配置的EPYC 9554双路系统在13个子项测试中相对于EPYC 7763双路系统的最大领先幅度达到102%，最小领先幅度也有17.8%。其平均领先幅度高达51.1%，用质的飞跃来形容毫不为过，而这仅仅是在第三代EPYC发布一年后就获得了如此大的进步，可以证明第四代EPYC 9004系列处理器的确是一款在技术架构设计、性能表现上非常成功的产品。

总体来看，就像消费级产品一样，5nm生产工艺、Zen 4架构、DDR5内存的引入令第四代EPYC 9004系列处理器成为一款技术规格与性能得到大幅提升的产品。要知道由于周边厂商进度滞后的缘故，目前其支持PCIe 5.0 SSD、CXL内存的能力还尚未发挥出来，本次测试结果不能代表它的最终完全体状态，在不久的将来，它还能给用户更多的惊喜。所以可以预见，更具竞争力的AMD第四代EPYC 9004系列处理器将继续成为超融合基础设施、云端应用、数据分析、科学计算、HPC、内容创建等专业领域的领先解决方案，为企业用户提供卓越的性能、可靠的安全特性，并从容应对各种复杂的IT挑战。