Zen (микроархитектура)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «AMD Ryzen»)
Перейти к навигации Перейти к поиску
<<   AMD Zen   >>
Центральный процессор
AMD Zen.png
Поколение микроархитектуры вычислительных ядер AMD Zen
Производство: 4 квартал 2016
Потребляемая мощность: 65—95 Вт
Технология производства: 14 нм
Наборы инструкций: x86 / AMD64 (x86-64); расширения MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, (SSE4.1, SSE4.2, SSE4a, AMD-V, AES, AVX, AVX2 AVX512F [1], XOP, FMA3, SHA[2]
Число ядер: до 8 (настольные ПК)
до 16 (HEDT)
до 32 (серверы)
Разъёмы:
Ядра:
  • Raven Ridge
  • Summit Ridge
  • Naples
Zen

Zen — кодовое название микроархитектуры вычислительных ядер процессоров компании AMD, выполненных по технической норме 14 нанометров.[3] На основе этой микроархитектуры вышли процессоры AMD под торговыми марками Ryzen и EPYC. Чипы на этой микроархитектуре делятся на три группы: две группы торговой марки Ryzen — Summit Ridge (настольные процессоры без графических ядер) и Raven Ridge (настольные и мобильные процессоры со встроенными графическими ядрами) и одну группу торговой марки EPYC — Naples (серверные процессоры).

Выпуск первых процессоров этой архитектуры состоялся 2 марта 2017 года.[4] Разработка велась практически «с нуля». Так одновременная многопоточность (simultaneous multithreading) сменилась кластерной (модульной) многопоточностью. AMD обещает прирост количества выполняемых за такт инструкций на 40 % по сравнению с прошлой архитектурой Excavator.[5]

Описание архитектуры[править | править код]

По словам AMD, основное внимание уделялось увеличению количества операций за такт (IPC, Instructions Per Clock).[6][7] Переход от микроархитектуры модулей, используемой в Bulldozer, к полноценным ядрам, как ожидалось, поможет увеличить производительность на ядро в операциях с плавающей точкой за счёт большего количества блоков FPU.[7]

Особенности микроархитектуры[8]:

  • два потока на ядро;[9]
  • снижение числа ошибок прогнозирования;
  • кэш декодированных микроопераций;[9]
  • увеличенный объём кэш-памяти и скорости доступа к ней (7 циклов вместо 9):[источник?]
  • по 8 МБ общей кэш-памяти третьего уровня типа victim на каждый комплекс из 4 ядер[10],
  • по 512 КБ индивидуальной в 2 раза более быстрой кэш-памяти второго уровня на каждое ядро (включает кэш первого уровня),[9]
  • по 64 КБ на инструкции и 32 КБ на данные в индивидуальной в два раза более быстрой кэш-памяти первого уровня на каждое ядро (включён в кэш второго уровня);
  • два блока с реализацией аппаратных ускорителей стандарта шифрования AES.

Комплекс ядер[править | править код]

Ядра Zen входят в комплексы, называемые CCX. В каждом CCX обычно расположены 4 ядра Zen с общим для всех ядер кэшем третьего уровня, объёмом 8 МБ на комплекс. Кэш третьего уровня по большей части эксклюзивный, в то время как данные кэша первого уровня обязательно присутствуют в кэше второго уровня . Каждое ядро в комплексе может обратиться к ячейкам кэша любого уровня примерно с одной и той же скоростью, однако в рамках CCX имеется некоторое замедление при обращении к дальней 4МБ половине L3 кэша, а доступ к 8 МБ L3 памяти в соседний CCX проходит с почти на порядок более низкой скоростью.[11][12]

В качестве транзисторов для ядра Zen используются FinFET 14нм.

Все настольные процессоры AMD Ryzen уровней Ryzen 3, Ryzen 5 и Ryzen 7 используют процессорное гнездо AMD AM4, Ryzen Threadripper — гнездо AMD TR4, мобильные процессоры Ryzen — гнездо AMD FP4, серверные EPYC — гнездо SP3r2.

Сравнение[править | править код]

Инженерный образец AMD Zen в сравнении с процессором Intel Broadwell-E Core i7-6900K закончил рендеринг в программе для 3D-моделирования Blender на 2 % быстрее при частоте 3.4 ГГц против 3.7 ГГц у Сore i7-6900k[13][14]

Список процессоров[править | править код]

На микроархитектуре Zen основаны процессоры трёх групп: Summit Ridge (настольные процессоры без графических ядер), Raven Ridge (мобильные и настольные процессоры со встроенными графическими ядрами) и Naples (серверные процессоры без графических ядер). Множитель частоты всех моделей процессоров разблокирован, потому все они поддаются разгону.

Summit Ridge, настольные процессоры без графических ядер
Серия Модель Ядра Потоки Штатная частота ЦП Увеличенная частота ЦП Кэш 1 уровня Кэш 2 уровня Кэш 3 уровня Процессорное гнездо Оперативная память PCI-линии Базовое тепловыделение Переменное тепловыделение Дата выхода
Ryzen 3 1200 4 4 3,1 ГГц 3,4 ГГц 384 Кб 512 Кб на ядро 8 Мб AMD AM4 (PGA) Двухканальная DDR4-2666 24 65 Вт 45-65 Вт 27 июня 2017
1300X 3,5 ГГц 3,7 ГГц
Ryzen 5 1400 4 8 3,2 ГГц 3,4 ГГц 11 апреля 2017
1500X 3,5 ГГц 3,7 ГГц 16 Мб
1600 6 12 3,2 ГГц 3,6 ГГц 576 Кб
1600X 3,6 ГГц 4,0 ГГц 95 Вт
Ryzen 7 1700 8 16 3,0 ГГц 3,7 ГГц 768 Кб 65 Вт 2 марта 2017
1700X 3,4 ГГц 3,8 ГГц 95 Вт
1800X 3,6 ГГц 4,0 ГГц
Ryzen Threadripper 1900X 3,4 ГГц 3,9 ГГц AMD TR4 (LGA) Четырёхканальная DDR4-2666 64 180 Вт 10 августа 2017
1920X 12 24 3,5 ГГц 4,1 ГГц 1,125 Мб 32 Мб
1950X 16 32 3,8 ГГц 4,2 ГГц 1,5 Мб 31 августа 2017
Мобильные процессоры Raven Ridge
Серия Модель Ядра Потоки Штатная частота ЦП Увеличенная частота ЦП Кэш 1 уровня Кэш 2 уровня Кэш 3 уровня Графика Частота графики Процессорное гнездо Базовое тепловыделение Переменное тепловыделение Дата выхода
Ryzen 7 2700U 4 8 2,2 ГГц 3,8 ГГц 384 Кб (96 Кб на ядро) 2 Мб (512 Кб на ядро) 4 Мб (4 Мб на комплекс ядер) Vega 10 1,3 ГГц AMD FP5 (BGA) 15 Вт 12-15 Вт 26 октября 2018
Ryzen 5 2500U 2,0 ГГц 3,4 ГГц Vega 8 1,1 ГГц
Ryzen 3 2300U 4 Vega 6 8 января 2018
2200U 2 2,5 ГГц 192 Кб (96 Кб на ядро) 1 Мб (512 Кб на ядро) Vega 3 1,0 ГГц
Настольные процессоры Raven Ridge
Серия Модель Ядра Потоки Штатная частота ЦП Увеличенная частота ЦП Кэш 1 уровня Кэш 2 уровня Кэш 3 уровня Графика Частота графики Процессорное гнездо Базовое тепловыделение Переменное тепловыделение Дата выхода
Ryzen 3 2200G 4 4 3,5 ГГц 3,7 ГГц 2 Мб 4 Мб Vega 8 1,1 ГГц AMD AM4 (PGA) 65 Вт 45-65 Вт 12 февраля 2018
Ryzen 5 2400G 8 3,6 ГГц 3,9 ГГц 2 Мб 4 Мб Vega 11 1,25ГГц

Серверные процессоры на базе Zen имеют кодовое название Naples и были представлены в июне 2017 года как Epyc 7000, с количеством ядер от 8 до 32. Большинство из них поддерживает двухпроцессорные системы, остальные (7xxxP) могут использоваться только в однопроцессорных серверах. Используют LGA сокет Socket SP3r2.

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Устройства исполнения имеют ширину 128 бит ([1]: " FP side there are four pipes .. combined 128-bit FMAC instructions. These cannot be combined for one 256-bit AVX2"), при исполнении 256-битных инструкций возможно увеличение латентности
  2. AMD 7th Gen Bristol Ridge and AM4 Analysis: Up to A12-9800, B350/A320 Chipset, OEMs first, PIBs Later. Проверено 4 декабря 2017.
  3. AMD hints at high-performance Zen x86 architecture. Проверено 16 августа 2016.
  4. AMD Ryzen (АМД «Райзен»): характеристики процессоров, цена, обзор производительности. m-pc.net. Проверено 7 марта 2017.
  5. AMD Announces Zen, 40% IPC Improvement Over Excavator - Coming In 2016 (англ.) (7 мая 2015). Проверено 16 августа 2016.
  6. Weekend tech reading: AMD 'Zen' and their return to high-end CPUs, tracking Windows pirates (en-us). Проверено 16 августа 2016.
  7. 1 2 AMD: ‘Bulldozer’ was not a game-changer, but next-gen ‘Zen’ will be (англ.) (11 сентября 2014). Проверено 16 августа 2016.
  8. Software Optimization Guide for AMD Family 17h Processors / AMD, June 2017
  9. 1 2 3 AMD Zen Microarchitecture: Dual Schedulers, Micro-Op Cache and Memory Hierarchy Revealed. Проверено 26 августа 2017.
  10. AMD Zen Microarchiture Part 2: Extracting Instruction-Level Parallelism. Проверено 26 августа 2017.
  11. https://www.techpowerup.com/231268/amds-ryzen-cache-analyzed-improvements-improveable-ccx-compromises
  12. https://www.anandtech.com/show/11170/the-amd-zen-and-ryzen-7-review-a-deep-dive-on-1800x-1700x-and-1700/9
  13. Ian Cutress. Unpacking AMD's Zen Benchmark: Is Zen actually 2% Faster than Broadwell?. Проверено 24 августа 2016.
  14. AMD продемонстрировала возможности процессора Ryzen (Zen). Проверено 26 августа 2017.

Ссылки[править | править код]