ロードマップでわかる！当世プロセッサー事情 第643回

Zen 4採用のGenoaは2022年、Bergamoは2023年に投入　AMD CPUロードマップ

　前回に引き続き、AMDが開催したオンラインイベント“AMD Accelerated Data Center Premiere”の内容を説明していこう。今回はGenoaとBergamo、ついでにTurinの話も少々していく。

Bergamoはこれまでのロードマップにない製品である

Zen 4アーキテクチャーを採用する
GenoaとBergamo

　まずは、今後のAMD CPUロードマップの話である。次の世代は以前から説明があったGenoaであるが、こちらは5nmプロセスに移行する。つまりTSMCのN5であるが、これは2倍のトランジスタ密度と2倍の性能/消費電力比、1.25倍の性能を発揮するとされている。

次世代5nmなのでこれはTSMCのN5の説明だが、数値は同じTSMCのN7比と思われる

　この5nmを利用するのがZen 4アーキテクチャーで、これはGenoaとして以前から名前は上がっていた。そのGenoaであるが、最大96コアで、DDR5とPCIe 5.0/CXLに対応、さらに機能拡張されたセキュリティー機能を搭載するとされ、2022年中に市場投入を予定しているという話だが、すでに顧客にサンプル出荷も開始している、という話が今回正式に語られた。

GenoaはEPYCのコード名であり、デスクトップ向けのZen 4 Ryzenのコード名はRaphaelと言われている

　さて問題はこれに加えて発表されたBergamoである。今後のニーズは以下のとおり。

　これらはいいとして、Clound Native、つまりスケールアウト的に利用する高密度サーバー向けのコアが別途必要、というのがAMDの考え方である。

高密度サーバー向けのClound Native Computing。この考え方は例えばArmも同じであり、今年4月に性能はそこそこながらコア数を増やせるNeoverse N2と、コア数は減るがIPCを高めたNeoverse V1という2種類のコアをサーバー向けに発表している

　従来AMDやインテルは、これを「有効コア数と動作周波数・消費電力で分ける」という形で対応してきていた。例えばEPYC 7003シリーズで言うなら、ハイ・パフォーマンスを狙う用途はEPYC 75F3のようにコア数を半減させ、TDPも280Wまで引き上げて、その代わりBase 2.95GHz/Max 4GHz動作を可能にする一方、クラウド向けの高密度サーバーにはEPYC 7713のようにコア数を増やしながら動作周波数はBase 2GHz/Max 3.675GHzと低めにすることで、TDPを225Wに抑えるといった具合だ。ただこの方式には以下の欠点がある。

　なんのことはなく、Armのbig.LITTLEやインテルのHybrid Architectureと根っこは同じ話である。そこでZen 4をベースに、これを高効率向けに再設計したものがZen 4cとして発表された。

Zen 4cの概要。少なくともこれを見る限り、例えばZen 3コアのまま5nmに対応させたのではなく、Zen 4を高密度向けに最適化しなおした設計と表現されている

　「高効率」の定義が難しいところではあるが、おそらくは動作周波数は低めに抑え、その代わりにコアのエリアサイズを抑えるとともに、消費電力を低めに抑える工夫がなされると思われる。これを論理設計レベルで行なうか、物理設計レベルで行なうのかで話は変わるが、論理設計レベルではけっこう大変な気がする。

　ArmのNeoverse V1とNeoverse N2の場合、論理的に異なるコア^(*1)になっているが、これは元のコアが2種類あったから可能な話で、同じことをAMDができるかというとやや怪しいように思う。

　なので筆者としては、Zen 4はHigh Speed Libraryを、Zen 4cはHigh Density Libraryをそれぞれ利用する形で物理設計を分けており、この結果としてZen 4cはコア数を128まで増やせたと想像している。

^{(*1) Neoverse V1はCortex-X2ベース、Neoverse N2はCortex-A710ベースと思われ、この2つはそもそもデコードの同時処理命令数のレベルから異なる。}

同じコアであれば、当然対応する命令セットなどは同じものになる