面向嵌入式計算三大趨勢，AMD第五代EPYC處理器硬核突圍！

嵌入式計算正面臨著新的挑戰(zhàn)，來自網(wǎng)絡、存儲和工業(yè)領域的三大趨勢正在推動未來計算的發(fā)展：

首先，AI工作負載和相關應用的驅動，使得網(wǎng)絡流量迅速增加。相關研究機構預測，今后五年，網(wǎng)絡流量會增加120%，因此需要高吞吐量、低時延以及高能效的數(shù)據(jù)處理和傳輸技術。

其次，數(shù)據(jù)存儲需求五年增長了20%，且這一趨勢將持續(xù)下去。隨之而來，對實時的數(shù)據(jù)分析和計算都提出了更高要求，比如I/O連接性、算力等等，都提出了更高要求。

第三，工業(yè)邊緣計算需求也呈爆炸式增長。因為工業(yè)環(huán)境下必須要對數(shù)據(jù)進行實時處理，這對于智能制造、自動化等方面的需求都至關重要，因此對計算性能和能耗提出了更高要求。

從以上趨勢可以看到，人工智能驅動的流量增長、數(shù)據(jù)爆炸，還有工業(yè)邊緣算力需求的擴張，都對嵌入式領域的網(wǎng)絡、存儲以及工業(yè)的應用提出了更高的計算要求，也對新一代處理器提出了更高的需求。

第五代 AMD EPYC（霄龍），全面賦能嵌入式計算

AMD日前宣布推出了第五代 AMD EPYC（霄龍）嵌入式處理器，進一步擴展了x86 嵌入式處理器產(chǎn)品組合。

AMD在嵌入式CPU領域的探索可以追溯到7年前。2018年，AMD推出了第一代EPYC嵌入式3000系列處理器，該系列基于14nm“Zen”架構打造，具備出色的性能和更高的能效比。此后，AMD又陸續(xù)推出了第二代基于“Zen 2”架構的7002系列處理器、第三代基于“Zen 3”架構的7003系列處理器，制程工藝也由14nm演進到7nm。基于“Zen 4”架構的第四代EPYC嵌入式9004系列處理器采用5nm工藝，于2023年推出，最高96核配置。

最新推出的第五代AMD EPYC 嵌入式9005系列CPU針對嵌入式市場進行了優(yōu)化，在尖端計算能力與專屬打造的嵌入式功能之間實現(xiàn)了平衡，從而提升了產(chǎn)品壽命、可靠性、系統(tǒng)彈性和嵌入式應用開發(fā)的簡易性。該處理器采用業(yè)經(jīng)驗證的“Zen 5”架構，可提供領先的性能和能效，使網(wǎng)絡、存儲和工業(yè)邊緣系統(tǒng)能夠更快、更高效地處理更多數(shù)據(jù)。

據(jù)了解，AMD EPYC Embedded 9005 系列處理器專為支持計算密集型嵌入式系統(tǒng)而設計，支持單個插槽中從8到192顆核心數(shù)量。如此強化的核心密度分別可將網(wǎng)絡和存儲工作負載的數(shù)據(jù)處理吞吐量提升至多1.3倍與1.6倍，使得該器件成為網(wǎng)絡和安全防火墻平臺、存儲系統(tǒng)以及工業(yè)控制應用的理想選擇。

利用全新“Zen 5c”核心架構，新一代處理器可提供更高吞吐量和更高能效，每個插槽的DDR5存儲器高至 6TB的容量、擴展的I/O連接性、通過CXL 2.0支持最多160個PCIe Gen5通道，這些都為網(wǎng)絡和存儲應用實現(xiàn)了存儲容量擴展和高速數(shù)據(jù)傳輸。并且，與前代AMD EPYC嵌入式9004系列兼容，9005系列處理器采用SP5插槽尺寸規(guī)格，為客戶提供了簡單的升級路徑。

三大優(yōu)勢兼顧嵌入式計算能力和功能需求

AMD嵌入式x86產(chǎn)品管理高級產(chǎn)品經(jīng)理Tarang Shah介紹，新推出的產(chǎn)品系列有三大優(yōu)勢：首先，它是一個可信任的平臺，第五代EPYC業(yè)經(jīng)驗證，且發(fā)展非常完善，只是擴展到了嵌入式市場，同時具備穩(wěn)固、強有力的生態(tài)系統(tǒng)支持；其次，它具備豐富的嵌入式功能，比如延長的使用壽命、提升的系統(tǒng)彈性、開發(fā)的簡易性等等，都是專為嵌入式市場所打造的；第三是領先的性能，具有非常高的吞吐量、核心密度以及能效。

具體而言，AMD EPYC Embedded 9005系列處理器專為特定應用構建的功能，主要體現(xiàn)在：

第一，使用壽命方面，9005提供延長的7年產(chǎn)品制造支持，助力系統(tǒng)設計人員確保產(chǎn)品長久可得，減少重新設計與認證工作。這些延長的設計壽命運行目標對于在惡劣條件下運行關鍵任務應用的嵌入式系統(tǒng)至關重要，可以最大限度減少計劃外停機、維修和高昂的系統(tǒng)更換。

第二，系統(tǒng)彈性和安全性方面，功能包括非透明橋接（NTB），可在容錯多主機配置中提供更高可用性。NTB經(jīng)由PCI Express（PCIe）在雙活（主動/主動）配置中實現(xiàn)兩個CPU之間的數(shù)據(jù)交換，為網(wǎng)絡和存儲系統(tǒng)增強了系統(tǒng)冗余和故障轉移功能，以允許在發(fā)生故障時繼續(xù)運行。DRAM Flush 通過將數(shù)據(jù)從 DRAM 轉移到非易失性存儲器中，幫助防止在發(fā)生電源故障時丟失數(shù)據(jù)，從而強化了任務關鍵型存儲部署的可靠性。雙串行外設接口（SPI）使客戶能夠加載安全且專有的引導加載程序來驗證平臺，確保可信的執(zhí)行環(huán)境。

第三，應用開發(fā)的簡易性方面，內置Yocto框架支持簡化嵌入式系統(tǒng)部署，支持創(chuàng)建針對客戶系統(tǒng)的定制Linux發(fā)行版。存儲性能開發(fā)套件（SPDK）和數(shù)據(jù)平面開發(fā)套件（DPDK）通過執(zhí)行用戶空間驅動中的網(wǎng)絡和存儲工作負載數(shù)據(jù)處理來提高系統(tǒng)性能。

Tarang Shah強調，AMD EPYC Embedded 9005作為一個服務器級產(chǎn)品，專為嵌入式應用做了優(yōu)化，既有很高的嵌入式計算性能，同時也加入了嵌入式功能來滿足網(wǎng)絡、存儲以及工業(yè)應用方面的需求，實現(xiàn)了計算能力和嵌入式需求的兼顧。

安全與AI能力的雙重革新

據(jù)Tarang Shah介紹，AMD EPYC Embedded 9005系列在安全和AI應用方面都有亮點：

安全性方面，它新增了可信任I/O功能，擴展了可信任邊界。在傳統(tǒng)架構中，外部器件訪問該處理器的私有存儲器，需經(jīng)歷復雜的多周期驗證流程，而可信任I/O通過建立可信任的嵌入式環(huán)境，允許直接訪問私有存儲空間。這一設計不僅縮短了數(shù)據(jù)交互路徑，還通過硬件級隔離機制降低了非授權訪問風險，尤其適用于工業(yè)控制、邊緣網(wǎng)關等高安全要求的場景。

在AI負載方面，9005系列的新架構可以友好支持大語言模型、中語言模型和小語言模型的推理工作。由于在后端加入相關的執(zhí)行單元，前端也有更多能力去處理指令解碼，進行并行運算。因此對于輕量化的AI模型，數(shù)據(jù)包的識別、傳輸?shù)榷伎梢蕴峁┲С帧?/p>

這些特性都使得9005系列能夠精準匹配網(wǎng)絡、存儲及工業(yè)場景的需求，成為邊緣側智能化轉型的關鍵基礎設施級解決方案。