STMicroelectronics 使用 AMD EPYC™ 處理器大幅提升晶片設計速度

STMicroelectronics 使用 AMD EPYC™ 處理器提升晶片設計速度，並強化永續性

電腦晶片設計和製造，一代比一代密集。隨著電晶體大小縮小，複雜度也隨之快速增加。

這使得生產工作流程永遠都需要更強大的運算效能。歐洲最大的半導體公司 STMicroelectronics 一直在努力讓資料中心的腳步得以跟上其設計實現的需求。AMD EPYC™ 處理器讓這家公司能夠達成效能、價格與耗電量這三項標準，使晶片設計能更快交付給客戶，同時維持永續性的目標。

研發效能與能源使用的挑戰

STMicroelectronics DTIT 資深基礎架構架構設計師 Olivier Joubert 表示：「我們的目標是要每年減少 1.5 億度的耗電量，並在 2027 年前達到碳中和。」「對於一家過去幾年都有兩位數字的成長幅度的公司而言，這是一大挑戰，這段時間我們增加了工廠、資料中心，也擴大了容量，因此選擇合適的資料中心伺服器技術是非常重要的。」

由於 STMicroelectronics 除了設計以外也製造半導體，因此在三個主要領域都有資料中心運算需求。每間工廠至少有兩個資料中心，而一般的業務 IT 基礎架構則集中於內部部署的資料中心和雲端。但最大的需求則來自於其研發資料中心。Joubert 表示：「當我們將半導體電晶體的大小減半，密度就會增加，而且我們對資料儲存和運算的需求也會提高至四倍。」

STMicroelectronics 最大的研發資料容量位於法國。位在義大利和印度的資料中心提供其餘的處理能力。提升研發資料中心的運算能力，對於 STMicroelectronics 打造更新、更複雜的晶片設計的能力，有著很實在的影響。然而這對公司的環境目標也帶來了進一步的挑戰。Joubert 表示：「永續性深植於 STMicroelectronics 的 DNA 中。」「我們經營了 36 年，其中 25 年我們都有發表永續性報告。我們力求減少消耗。」

這些挑戰意味著 STMicroelectronics 會不斷評估新上市的伺服器技術。Joubert 表示：「我們的第一步就是伺服器最重要的部分，也就是處理器。」「過去這 10 年以來，我們對所有處理器都進行過基準測試。我們需要的一直是速度最快、核心最多的處理器。有一段時間，處理器市場幾無競爭可言。但 AMD 在 2017 年推出 EPYC 處理器時，市面上重新出現了不同選項。有處理器在 SPEC 處理器基準測試上有良好的表現時，我們就會將其納入候選名單以進行自家的測試。」第 2 代 AMD EPYC 處理器上市時，STMicroelectronics 決定對其進行基準測試。測試出來的效能數據遠遠超過公司的預期。

更優異的效能、成本和能效

Joubert 表示：「基準測試的結果讓我們印象深刻。」「但是我們必須等到第 3 代 AMD EPYC 處理器上市，才能實現對我們作業系統和應用程式堆疊的支援。」STMicroelectronics 已開始透過 Microsoft Azure Cloud 使用 AMD EPYC 處理器，並會在需要時將研發工作負載大量移至 Microsoft Azure Cloud。「我們與 Microsoft 密切合作，確保他們使用的處理器與我們資料中心所使用的是相同處理器。

HPE 向 STMicroelectronics 提供伺服器和處理器，供其在自家資料中心進行測試。Joubert 表示：「我們針對研發執行的基準測試是電子設計自動化 (EDA) 和電腦輔助設計 (CAD)。」「我們使用第 2 代 AMD EPYC 處理器，看到效能比市面上任何其他處理器高出 6%。使用第 3 代 AMD EPYC 處理器，這個差距更來到 12%。單插槽處理器的每核心數值高出 25%，雙插槽處理器數值則高出 30%。我們也導入了能效測試。第 3 代 AMD EPYC 的每核心耗電量降低了 30%。這是我們第一次同時達到效能、價格和能效這三項標準，因此我們開始購買大量的第 3 代 AMD EPYC 處理器。」

第 4 代 AMD EPYC 的可靠藍圖

STMicroelectronics 開始在研發資料中心採用 AMD EPYC 處理器。Joubert 表示：「我們從研發開始著手，因為這是最高需求的工作負載。」「更優異的效能意味著上市時間縮短。現在我們可以在更短的時間內完成設計了。我們能夠更快設計晶片，並且平行執行比以往還要多的設計。」

這對於半導體設計快速演進的產業而言特別寶貴，例如汽車先進駕駛輔助系統 (ADAS) 或通訊網路。STMicroelectronics 每 27 個月就會輪流汰換研發資料中心伺服器，因此正持續增加 AMD EPYC 機群。到了 5 月底，這間公司已經在資料中心部署了 550 部採用 64 核心第 3 代 AMD EPYC 處理器的單插槽 HPE 伺服器，自此處理器總數也超過 1,000 個，而透過 Microsoft Azure 使用的處理器也達數千個。

公司也達成了其永續性目標。核心密集伺服器處理器所增加的耗電量，因為效能大幅提升而被抵銷了。AMD EPYC 處理器和 HPE 伺服器也經過評等，能在較高的溫度下運作，因此資料中心的空調系統能以更省電的方式運作。Joubert 表示：「採用第 3 代 AMD EPYC 處理器讓我們的電力消耗降低了 33%。」STMicroelectronics 的軟體授權也是依時間計費的。AMD EPYC 處理器的效能更高，就表示能在同樣時間內執行更多工作，進而節省成本。

STMicroelectronics 目前正在測試第 4 代 AMD EPYC 處理器，測試結果非常亮眼。Joubert 表示：「第 4 代 AMD EPYC 處理器的效能比上一代起碼高了 25%。」「這遠比市面上任何競爭對手都更好。就我們的經驗而言，即使是和第 3 代 AMD EPYC 處理器相比，競爭產品每核心的所需功耗多出 50%，而且處理器貴了 75% 但效能卻較低。所以第 4 代 AMD EPYC 的領先幅度會更大。AMD EPYC 處理器有四點讓我們相當喜歡。首先，AMD 能準時執行藍圖。第二，供應方面沒有任何半導體短缺。第三，AMD 與生態系統合作，支援我們的堆疊。最後，首選合作夥伴之間也有一致的標準，因此 HPE 和 Microsoft Azure 都採用相同的技術。」STMicroelectronics 受這些優勢所鼓勵，現在也考慮在資料中心機群中增加 AMD 顯示卡。「能在處理器市場中有別的選擇，而且能有 AMD 這樣的合作夥伴，對我們實在是一大福音。」