AMD Zen

mikroprocesorová mikroarchitektura společnosti AMD

AMD Zen je kódové označení mikroarchitektury procesorů společnosti AMD. První procesory Ryzen byly předvedeny na videoherním veletrhu E3 roku 2016 a jejich detaily byly uveřejněny na setkání v době Intel Developer Fóra 2016. První procesory nesou kódové označení Summit Ridge a byly oficiálně vydány na počátku března 2017. V červnu roku 2017 byly vydány serverové procesory Epyc a koncem července byly vydány procesory nižší střední třídy Ryzen 3. Vydání APU (levnějších procesorů) založených na architektuře Zen je očekáváno někdy v druhé polovině roku 2017.

AMD Zen
Specifikace
Kódové značeníZen
NávrhAMD (2012+)
Uvedení3. března 2017
VýrobciGlobalFoundries
Samsung
Výrobní proces14, 7 nanometrů
Počet jader4-32 (desktop, workstation)
FrekvenceViz tabulka
Instrukční sadaAMD64, SSE, AVX, AVX2
L1 cache64 kiB instrukční a 32 kiB datové cache (na jedno CPU jádro)[1][2]
L2 cache512 kiB (na jedno CPU jádro)[1][2]
L3 cache2 MiB (na jedno CPU jádro - sdílená)[1][2]
GPUve vybraných modelech (APU)
PaticeAM4
PředchůdceAMD Excavator
NástupceZen 2

Zen se značně liší od předchozí architektury Bulldozer. Je vyráběn 14nanometrovým výrobním procesem, při stejném výkonu má nižší spotřebu a zvládá více instrukcí za jednotku času. Podobně, jako je tomu u procesorů Intel s technologií hyper-threading, se každé fyzické procesorové jádro AMD Zen jeví programům jako dvě jádra, což umožňuje zvýšit víceprocesový a vícevláknový výkon. Díky použití socket AM4 mohou používat paměti DDR4. Zároveň využívají design systém na čipu, takže části pro řízení PCIe, SATA nebo USB jsou přímo na čipu, respektive v jednom pouzdře (Multi Chip Module). To zlepšuje rychlost a spotřebu energie, ale zvyšuje složitost a velikost čipů.

V červenci 2017 bylo oznámeno, že v srpnu vyjdou dva high-endové procesory nazvané Ryzen Threadripper (doslova trhač vláken). Dva modely budou mít 12 a 16 jader. Ty podle některých serverů poměrem cena/výkon výrazně překonávají procesory Intel Core i9.[3][4][5]

Architektura editovat

Podle AMD byl při vývoji Zenu kladen důraz především na zvýšení výkonu jednotlivých jader. Základem je Core Complex (CCX), který se skládá ze čtyř dvouvláknových jader. Procesory s více než čtyřmi jádry mají tyto komplexy propojené technologií Infinity Fabric.[6] AMD také využívá efektivnější metodu vícevláknových procesorů – simultaneous multithreading – oproti té, kterou využívaly procesory Bulldozer a předchozí – clustered multi-thread.

Za jeden procesorový cyklus může vykonat každé jádro až šest mikrooperací (kombinaci 6 celočíselných mikrooperací a/nebo 4 s desetinnou čárkou). Vektorový procesor Zenu určený zejména pro výpočetní operace typu AVX a SSE je schopen najednou zpracovat čtyři až osm operací sčítání/odčítání (s desetinnými čísly) a zároveň stejný počet násobení (a/nebo násobení spojené se sčítáním/odčítáním). Vyšší hodnota platí pro jednoduchou přesnost (32-bitů), nižší pro dvojnásobnou přesnost (64-bitů).

Mikroinstrukční cache a další obvody umožňují CPU Zen vnitřně používat instrukce typu RISC (ev. VLIW), namísto CISC (x86) a také tím zvýšit výkon. Tato technologie byla v procesorech AMD použita již dříve, ale v architektuře Zen byla výrazně posílena.

Predikce skoků byla opět vylepšena, díky čemuž je provádění programů plynulejší a rychlejší.

Procesory Zen využívají mezipaměť ve třech úrovních, tj. L1, L2 a L3. Paměť L1 sahá od 384 KB u Ryzenu 3 po 768 KB u Ryzenu 7. Podobně kapacita paměti L2 se pohybuje od 2 MB po 4 MB. Konečně paměť L3 je 8 MB u Ryzenů 3 a 16 MB u Ryzenů 5 a 7. U procesorů Ryzen Threadripper by pak tato paměť měla být 32 MB.

AMD Zen využívá také provádění mimo původní pořadí (out-of-order execution) a spekulativní provádění instrukcí, což dále zvyšuje jeho výkon.

Celkový výkon editovat

Testovací čipy dosahují frekvencí 3 GHz (až 3,4 GHz), přičemž dosahují stejného nebo vyššího výkonu než procesor Intel architektury Broadwell-E ve stejné konfiguraci jader a o stejné frekvenci, což znamená, že problém s nízkým počtem instrukcí za jeden cyklus předchozí generace mikroprocesorů byl vyřešen. V porovnání s dřívější architekturou, 16-jádrovým procesorem Piledriver, je 8-jádrový Zen přibližně o třetinu rychlejší.[7][8]

Zatímco jednovláknový výkon architektury Zen od AMD je poněkud nižší než jednovláknový výkon současné architektury Intel, tak vícejádrový výkon je vyšší u procesoru AMD.[9] Přesto má Zen (Ryzen) na jednom CPU jádře o 52 procent vyšší počet instrukcí na 1 GHz taktu než u předchozí generace svých procesorů (AMD Excavator).[10][11] Druhá revize procesorů AMD Ryzen (Pinnacle Ridge) má téměř totožný výkon jako Coffee Lake.

Spotřeba editovat

Firmě AMD se u připravovaných procesorů, kromě zvýšení počtu instrukcí na 1 GHz taktu, podařilo snížit spotřebu na úroveň srovnatelnou s příslušnými procesory Intel.[7][12][13]

Seznam desktopových procesorů editovat

Všechny procesory podporují DDR4 paměť až do 2667 MHz; modely AMD Threadripper na čtyřech kanálech, všechny ostatní modely na dvou.

Procesory s označením PRO jsou určené pro firemní počítače. Podle AMD by měly disponovat funkcemi pro šifrování dat a bezpečnost obecně. Dalé také přidávají nové sady instrukcí, které usnadňují práci v administrativě, bezpečnosti a managmentu.[14][15]

Segment Počet jader (vláken) Označení Model Takt procesoru Cache Vydáno Tepelný výkon
Klidový Turbo L1 L2 L3
Vyšší třída 16 (32) AMD Threadripper 1950X 3,4 GHz 4,0 GHz 1,5 MB 8 MB 32 MB 31. července 2017 180 W
12 (24) 1920X 3,5 GHz 1,125 MB 6 MB
8 (16) 1900X 3,8 GHz 768 kB 4 MB 16 MB 31. srpna 2017
Vyšší střední třída 8 (16) AMD Ryzen 7 1800X 3,6 GHz 4,0 GHz 4 MB 16 MB 2. března 2017 95 W
1700X 3,4 GHz 3,8 GHz
PRO 1700X 29. června 2017
1700 3,0 GHz 3,7 GHz 2. března 2017 65 W
PRO 1700 29. června 2017
Střední třída 6 (12) AMD Ryzen 5 1600X 3,6 GHz 4,0 GHz 576 KB 3 MB 11. dubna 2017 95 W
1600 3,2 GHz 3,6 GHz 65 W
PRO 1600 29. června 2017
4 (8) 1500X 3,5 GHz 3,7 GHz 384 KB 2 MB 11. dubna 2017
PRO 1500 29. června 2017
1400 3,2 GHz 3,4 GHz 11. dubna 2017
Nižší střední třída 4 (4) AMD Ryzen 3 1300X 3,5 GHz 3,7 GHz 2 MB 8 MB 27. července 2017 65 W
PRO 1300 29. června 2017
1200 3,1 GHz 3,4 GHz 27. července 2017
PRO 1200 29. června 2017

Odkazy editovat

Reference editovat

  1. a b c AMD Ryzen 1300X na stránkách AMD
  2. a b c AMD Ryzen Threadripper 1950X na stránkách AMD
  3. LEADBETTER, Richard: - Intel Skylake-X: Intel's new six, eight and ten-core CPUs reviewed[nedostupný zdroj]
  4. ALLAN, Darren: - AMD Ryzen Threadripper demolishes Intel Core i9 in price vs performance stakes[nedostupný zdroj]
  5. HRUSKA, Joel: - AMD’s Threadripper Crushes Intel Core i9 on Pricing Archivováno 11. 4. 2020 na Wayback Machine.
  6. CUTRESS, Ian: - The AMD Zen and Ryzen 7 Review: A Deep Dive on 1800X, 1700X and 1700[nedostupný zdroj]
  7. a b K dispozícii nezávislé testy AMD Zen. http://www.dsl.sk [online]. 2016-12-28 [cit. 2016-12-28]. Dostupné online. (slovensky) 
  8. SOUČEK, Jiří. V databázi testů Blenderu se objevil výsledek Zenu. http://diit.cz/. Dostupné online [cit. 2016-11-08]. 
  9. DSL.sk - AMD predstavila serverové Zeny, s až 32 jadrami. DSL.sk. Dostupné online [cit. 2017-03-09]. 
  10. CUTRESS, Ian. AMD Launches Ryzen: 52% More IPC, Eight Cores for Under $330, Pre-order Today, On Sale March 2nd. AnandTech. Dostupné v archivu pořízeném dne 2017-02-27. 
  11. OLŠAN, Jan. AMD uvedlo na trh procesory Ryzen, začaly předobjednávky. Jádro Zen má o 52 % lepší IPC - Cnews.cz. Cnews.cz. 2017-02-22. Dostupné online [cit. 2017-03-09]. 
  12. Čipy s jádry Zen mají jméno: AMD oficiálně představuje procesor Ryzen. Cnews.cz. 2016-12-14. Dostupné online [cit. 2016-12-14]. 
  13. DSL.sk - AMD Zen sa v spotrebe vyrovná Intelu. DSL.sk. Dostupné online [cit. 2016-12-14]. 
  14. BRIGHT, Peter: arstechnica - Ryzen Pro: AMD takes on Intel on the corporate desktop, with one key omission
  15. AMD Ryzen PRO na oficiálních stránkách AMD

Související články editovat

Externí odkazy editovat