AMD EPYC（霄龙）CPU 助力 STMicroelectronics 提升芯片设计速度

AMD EPYC（霄龙）处理器助力 STMicroelectronics 提升芯片设计速度和可持续性

经过不断迭代，计算机芯片的设计和制造强度越来越高。晶体管尺寸的缩小带动芯片复杂程度呈指数级上升。

由此，生产流程中对于不断提升计算性能的需求很难得到满足。欧洲最大的半导体公司 STMicroelectronics 就面临着不断增强数据中心性能，以满足设计进程的需求。依托 AMD EPYC（霄龙）处理器，该公司在性能、价格和功耗三大方面均满足了其标准，因此能够大幅加快向客户交付芯片设计，同时保持可持续发展目标。

研发绩效和能源消耗方面的挑战

“我们希望每年将功耗减少 150 千兆瓦时，并且到 2027 年实现碳中和。”STMicroelectronics DTIT 高级架构师 Olivier Joubert 表示，“这样的挑战对于一家在过去几年保持两位数增长的公司来说相当有难度，因为我们在不断增设新的芯片厂、数据中心，随着产能持续扩大，选择合适的数据中心服务器技术对我们来说至关重要。”

由于 STMicroelectronics 兼具半导体设计和制造业务，因此该公司的数据中心计算需求主要分为三个方面。每座芯片厂至少配备两个数据中心，而一般性业务的 IT 基础设施则集中在本地数据中心和云端。但其最大的需求来自于研发数据中心。Joubert 说道：“当我们的半导体晶体管尺寸缩小一半，器件密度就会随之增加，我们对数据存储和计算的需求就会增加至四倍。” 

STMicroelectronics 最大的研发数据产能位于法国。分布于意大利和印度的数据中心满足了剩余的处理能力需求。研发数据中心计算能力的提升，切实地影响着 STMicroelectronics 打造更新、更复杂芯片设计的能力。但是，该公司的环境目标也因此面临进一步的挑战。“可持续发展是 STMicroelectronics 根深蒂固的理念，”Joubert 表示，“我们涉足这一行业已有 36 年，其中有 25 年发布了可持续发展报告。降低功耗是我们坚持不懈的目标。”

这些挑战意味着 STMicroelectronics 会不断评估新推出的服务器技术。“我们首先考虑的是服务器的 CPU，这对我们来说是最重要的一点，”Joubert 说道，“我们对过去 10 年发布的所有 CPU 都进行过基准测试。我们始终需要速度和核心数量都位居一流的处理器。在一段时间内，我们都别无他选。而随着 AMD 于 2017 年推出 EPYC（霄龙）处理器，我们再次有了不同的选择。只要有处理器在 SPEC CPU 基准测试中取得出色结果，我们就会将其选入自己的测试名单。”第二代 AMD EPYC（霄龙）处理器推出后，STMicroelectronics 决定对其进行基准测试。其性能数据远远超过了该公司的预期。

更出色的性能、成本和能效

“基准测试的结果给我们留下了格外深刻的印象，”Joubert 表示，“但我们必须等待能支持我们的操作系统和应用堆栈的第三代 AMD EPYC（霄龙）处理器。”早前，STMicroelectronics 就已通过 Microsoft Azure Cloud 开始使用 AMD EPYC（霄龙）处理器，必要时在云端处理了大量研发工作负载。“我们与 Microsoft 密切合作，确保他们使用的 CPU 与我们在数据中心所用的完全相同。 

HPE 提供了服务器和 CPU，供 STMicroelectronics 在其数据中心开展测试。“我们针对研发业务运行的基准测试包括电子设计自动化 (EDA) 和计算机辅助设计 (CAD)，”Joubert 表示，“我们发现第二代 AMD EPYC（霄龙）处理器的性能非常出色。第三代 AMD EPYC（霄龙）处理器的表现则更上一层楼。单路 CPU 的单核性价比提升了 25%，双路 CPU 的提升幅度则达到 30%。我们还引入了能效测试。第三代 AMD EPYC（霄龙）处理器的单核功耗降低了 30%。这是我们第一次见证性能、价格和能效三大标准均得到满足，于是我们着手采购了大量的第三代 AMD EPYC（霄龙）CPU。”

升至第四代 AMD EPYC（霄龙）的可靠路线图

STMicroelectronics 开始在各个研发数据中心部署 AMD EPYC（霄龙）处理器。“我们首先从研发业务开始部署的原因是这方面的工作负载需求最为严苛，”Joubert 说道，“更好的性能意味着可以缩短上市时间。现在，我们大幅减少了完成设计的时间。我们能比以往更快地设计芯片，并且并行运行更多设计。”

这在工业领域的意义尤其重大，因为半导体设计目前正在迅速发展，例如在汽车高级驾驶辅助系统 (ADAS) 或通信网络中的广泛应用。STMicroelectronics 每隔 27 个月便更换一次研发数据中心的服务器，AMD EPYC（霄龙）集群的规模也随之不断扩大。到 5 月底，该公司的数据中心已部署 550 台搭载 64 核心第三代 AMD EPYC（霄龙）CPU 的单路 HPE 服务器，并且此后部署的 CPU 总数超过了 1,000 个，同时还通过 Microsoft Azure 使用数千个相同的 CPU。

该公司的可持续发展目标也顺利得以推行。核心密集型服务器 CPU 带来的额外功耗被性能的大幅提升所抵消。AMD EPYC（霄龙）CPU 和 HPE 服务器还可在更高温度下运行，因而减少了数据中心空调的运行时间。Joubert 表示：“第三代 AMD EPYC（霄龙）处理器使我们的耗电量减少了 33%。”STMicroelectronics 的软件采用计时许可形式。由于 AMD EPYC（霄龙）处理器的性能更加出色，在相同时间内能够执行更多任务，因而可以节省开支。

STMicroelectronics 目前正在测试第四代 AMD EPYC（霄龙）处理器，结果令人振奋。“与上一代产品相比，第四代 AMD EPYC（霄龙）CPU 的性能至少能提升 25%，”Joubert 表示，“这样的表现远远超过市面上的任何竞争对手。根据我们的经验，即使采用第三代 AMD EPYC（霄龙）处理器，竞争对手的单核功耗也要高出 50%，CPU 成本高出 75%，而且性能还差强人意。因此，第四代 AMD EPYC（霄龙）将会遥遥领先。我们看好 AMD EPYC（霄龙）处理器的四个特点。首先，AMD 能按时落实路线图。其次，供货从未发生过半导体紧缺的情况。第三，AMD 能适应整个生态系统，从而支持我们的堆栈。最后，我们优先选择行业首选合作伙伴，以便与 HPE 和 Microsoft Azure 采用相同的技术。”鉴于这些优势，STMicroelectronics 目前正考虑为数据中心集群添置 AMD GPU。“我们很高兴市面上有可替代的 CPU 产品，也很高兴能有 AMD 这样的合作伙伴。”