Zen — кодовое название микроархитектуры вычислительных ядер процессоров компании AMD, выполненных по технической норме 14 нанометров.. На основе этой микроархитектуры вышли процессоры AMD под торговыми марками Ryzen и EPYC, выпуск первых процессоров этой архитектуры состоялся 2 марта 2017 года.

Разработка велась практически «с нуля». Так, кластерная многопоточность сменилась одновременной (simultaneous multithreading). AMD обещает прирост количества выполняемых за такт инструкций на 40 % по сравнению с предшествующей микроархитектурой .

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).

Описание архитектуры По словам AMD, основное внимание уделялось увеличению количества операций за такт (IPC, Instructions Per Clock). 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.

Особенности микроархитектурыSoftware Optimization Guide for AMD Family 17h Processors / AMD, June 2017: два потока на ядро (опционально); снижение числа ошибок прогнозирования; добавлен кэш декодированных микроопераций; увеличен размер кэша L1https://www.anandtech.com/show/10578/amd-zen-microarchitecture-dual-schedulers-micro-op-cache-memory-hierarchy-revealed/2 "The L1 data cache is both double in size ... compared to Bulldozer" увеличение пропускной способности к кэш-памятиhttps://www.anandtech.com/show/10578/amd-zen-microarchitecture-dual-schedulers-micro-op-cache-memory-hierarchy-revealed/2 "AMD’s big headline number overall is that Zen will offer up to 5x cache bandwidth to a core over previous designs."; https://www.anandtech.com/show/10578/amd-zen-microarchitecture-dual-schedulers-micro-op-cache-memory-hierarchy-revealed "AMD is also stating that the load/stores will have lower latency within the caches" по 8 МБ общей кэш-памяти третьего уровня типа "victim" на каждый комплекс из 4 ядер; по 512 КБ индивидуальной в 2 раза более быстрой кэш-памяти второго уровня на каждое ядро (включает кэш первого уровня); по 64 КБ на инструкции и 32 КБ на данные в индивидуальной в два раза более быстрой кэш-памяти первого уровня на каждое ядро (кэш второго уровня инклюзивен по отношению к кэшу первого уровня); два блока аппаратного ускорения стандарта шифрования AES.

Универсальная архитектура Zen Все процессоры архитектуры Zen (Ryzen, Threadripper, EPYC) основываются на избыточных кристаллах Zeppelin коммутируемых с помощью шины Infinity Fabric (работающей на реальной частоте ОЗУ).

Основой кристалла Zeppelin являются 2 блока Сore Complex (CCX) и общий кэш 3-го уровня (L3).

В каждом CCX 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 в 2 раза более низкой скоростью.

Кристалл с ядрами Zen изготовлен с применением FinFET 14нм технологии (14LPP) фабрики GlobalFoundrieshttps://fuse.wikichip.org/news/1177/amds-zen-cpu-complex-cache-and-smu/ "That configuration consists of 1.4 billion transistors and occupies 44 mm² using GlobalFoundries 14LPP FinFET process.".

Все настольные процессоры AMD Ryzen 3, Ryzen 5 и Ryzen 7 используют процессорный разъем AMD AM4, Ryzen Threadripper - процессорный разъем AMD TR4, мобильные процессоры Ryzen - процессорный разъем AMD FP4, серверные EPYC - процессорный разъем SP3r2.

Сравнение 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.

Список процессоров 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 ядерСерияМодельЯдраПотокиШтатная частота ЦПУвеличенная частота ЦПКэш 1 уровняКэш 2 уровняКэш 3 уровняПроцессорный разъемОперативная памятьPCI-линииБазовое тепловыделениеПеременное тепловыделениеДата выходаRyzen 31200443,1 ГГц3,4 ГГц384 Кб512 Кб на ядро8 МбAMD AM4 (PGA)Двухканальная DDR4-26662465 Вт45-65 Вт27 июня 20171300X3,5 ГГц3,7 ГГцRyzen 51400483,2 ГГц3,4 ГГц11 апреля 20171500X3,5 ГГц3,7 ГГц16 Мб16006123,2 ГГц3,6 ГГц576 Кб1600X3,6 ГГц4,0 ГГц95 ВтRyzen 717008163,0 ГГц3,7 ГГц768 Кб65 Вт2 марта 20171700X3,4 ГГц3,8 ГГц95 Вт1800X3,6 ГГц4,0 ГГцRyzen Threadripper1900X3,8 ГГц4,2 ГГцAMD TR4 (LGA)Четырёхканальная DDR4-266664180 Вт10 августа 20171920X12243,5 ГГц4,1 ГГц1,125 Мб32 Мб1950X16323,4 ГГц3,9 ГГц1,5 Мб31 августа 2017

+ Мобильные процессоры Raven RidgeСерияМодельЯдраПотокиШтатная частота ЦПУвеличенная частота ЦПКэш 1 уровняКэш 2 уровняКэш 3 уровняГрафикаЧастота графикиПроцессорный разъемБазовое тепловыделениеПеременное тепловыделениеДата выходаRyzen 72700U482,2 ГГц3,8 ГГц384 Кб (96 Кб на ядро)2 Мб (512 Кб на ядро)4 Мб (4 Мб на комплекс ядер)Vega 101,3 ГГцAMD FP5 (BGA)15 Вт12-15 Вт26 октября 2018Ryzen 52500U2,0 ГГц3,4 ГГцVega 81,1 ГГцRyzen 32300U4Vega 68 января 20182200U22,5 ГГц192 Кб (96 Кб на ядро)1 Мб (512 Кб на ядро)Vega 31,0 ГГц

+ Настольные процессоры Raven RidgeСерияМодельЯдраПотокиШтатная частота ЦПУвеличенная частота ЦПКэш 1 уровняКэш 2 уровняКэш 3 уровняГрафикаЧастота графикиПроцессорный разъемБазовое тепловыделениеПеременное тепловыделениеДата выходаRyzen 52400G483,6 ГГц3,9 ГГц2 Мб4 МбVega 111,25ГГцAMD AM4 (PGA)65 Вт45-65 Вт12 февраля 2018Ryzen 32200G443,5 ГГц3,7 ГГцVega 81,1 ГГцAthlon3050G243,4 ГГцVega 3Athlon3000G243,5 ГГцVega 3Athlon240GE243,5 ГГц1МбVega 31,0 ГГц35ВтAthlon220GE243,4 ГГцVega 3Athlon200GE PRO243,2 ГГцVega 3Athlon200GE243,2 ГГцVega 3

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 Список микропроцессоров AMD

Примечания

Ссылки Архитектура Zen Представляем процессоры AMD Ryzen

Категория:Микропроцессоры фирмы AMD Категория:Многоядерные процессоры Категория:AMD Категория:X86 Категория:Микроархитектуры AMD