Zen (microarquitectura)

La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 23 de noviembre de 2020; las comprobaciones requieren 13 ediciones .

AMD Zen
UPC
Producción	4to trimestre 2016
Fabricante
Consumo de energía	65-95W  _
Producción tecnológica	14nm _
Conjuntos de instrucciones	x86 / AMD64 ( x86-64 ); extensiones MMX , SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 , SSE4.1 , SSE4.2 , SSE4a , AMD-V , AES , AVX , AVX2 AVX512F [1] , XOP , FMA3 , SHA [2]
Numero de nucleos	hasta 8 (escritorios) hasta 16 (HEDT) hasta 32 (servidores)
Conectores	Zócalo AM4 con 1331 pines Zócalo TR4 con 4094 pines Zócalo SP3r2 con 4094 pines
Núcleos	Cresta del cuervo Cresta de la cumbre Nápoles
Excavadora (microarquitectura)Zen+

Zen  es el nombre en clave de la microarquitectura de los núcleos de los procesadores AMD , fabricados según el estándar técnico de 14 nanómetros. [3] Basados ​​en esta microarquitectura, los procesadores AMD se lanzaron bajo las marcas registradas Ryzen y EPYC . Los chips de esta microarquitectura se dividen en tres grupos: dos grupos de la marca registrada Ryzen: Summit Ridge (procesadores de escritorio sin núcleos gráficos) y Raven Ridge (procesadores de escritorio y móviles con núcleos gráficos integrados) y un grupo de la marca EPYC: Naples (procesadores de servidor) .

El lanzamiento de los primeros procesadores de esta arquitectura tuvo lugar el 2 de marzo de 2017. [4] El desarrollo se llevó a cabo prácticamente desde cero. Entonces, el multihilo de clúster fue reemplazado por simultáneo ( multihilo simultáneo ). AMD promete un aumento del 40% en la cantidad de instrucciones ejecutadas por reloj en comparación con la microarquitectura Excavator anterior . [5]

Descripción de la arquitectura

Según AMD , la atención se centró en aumentar la cantidad de operaciones por reloj (IPC, Instrucciones por reloj). [6] [7] Se esperaba que pasar de la microarquitectura del módulo utilizada en Bulldozer a núcleos completos ayudara a mejorar el rendimiento de punto flotante por núcleo al aumentar la cantidad de FPU. [7]

Características de la microarquitectura [8] :

• dos subprocesos por núcleo (opcional) [9] ;
• reducir el número de errores de pronóstico;
• caché agregado de uops decodificados [9] ;
• mayor tamaño de caché L1 [10]
• aumento en el rendimiento de la memoria caché [11] ;
• optimización de los retrasos de acceso a la memoria caché; [12]
• 8 MB de memoria caché compartida del tercer nivel del tipo "víctima" para cada complejo de 4 núcleos [13] ;
• 512 KB de caché L2 individual 2 veces más rápida por núcleo (incluye caché L1) [9] ;
• 64 KB para instrucciones y 32 KB para datos en un caché L1 individual dos veces más rápido por núcleo (el caché L2 incluye el caché L1);
• dos bloques de aceleración de hardware del estándar de cifrado AES .

Arquitectura zen universal

Todos los procesadores de la arquitectura Zen (Ryzen, Threadripper, EPYC) se basan en cristales Zeppelin [14] redundantes conmutados mediante el bus Infinity Fabric (que se ejecuta en la frecuencia RAM real) [15] .

La base del cristal Zeppelin son 2 bloques Core Complex (CCX) y un caché compartido de nivel 3 (L3) [14] .

Cada CCX contiene 4 núcleos Zen con una caché L3 común para todos los núcleos, con un volumen de 8 MB por complejo. La memoria caché de tercer nivel es mayoritariamente exclusiva, mientras que los datos de la memoria caché de primer nivel están necesariamente presentes en la memoria caché de segundo nivel. Cada núcleo en el complejo puede acceder a celdas de caché de cualquier nivel aproximadamente a la misma velocidad; sin embargo, dentro del CCX, hay cierta ralentización al acceder a la mitad lejana de 4 MB del caché L3 y acceder a la memoria L3 de 8 MB del CCX vecino. toma 2 veces menos velocidad. [16] [17]

El chip de núcleo Zen se fabrica con tecnología FinFET de 14 nm ( 14LPP ) de GlobalFoundries [18] [19] .

Todos los procesadores de escritorio AMD Ryzen 3, Ryzen 5 y Ryzen 7 usan el zócalo AMD AM4 , Ryzen Threadripper usa el zócalo AMD TR4, Ryzen mobile usa el zócalo AMD FP4 y los servidores EPYC usan el zócalo SP3r2.

Comparación

La muestra de ingeniería AMD Zen comparada con el procesador Intel Broadwell -E Core i7-6900K terminó de renderizarse en el software de modelado 3D Blender un 2 % más rápido a 3,4 GHz frente a los 3,7 GHz del Core i7-6900K. [20] [21]

Lista de procesadores

Tres grupos de procesadores se basan en la microarquitectura Zen: Summit Ridge (procesadores de escritorio sin núcleos gráficos), Raven Ridge (procesadores móviles y de escritorio con núcleos gráficos integrados) y Naples (procesadores de servidor sin núcleos gráficos). El multiplicador de frecuencia de todos los modelos de procesador está desbloqueado, por lo que todos son aptos para el overclocking.

Summit Ridge, procesadores de escritorio sin núcleos gráficos

Serie	Modelo	Núcleos	arroyos	Frecuencia nominal de la CPU	Aumento de la frecuencia de la CPU	caché de nivel 1	caché de nivel 2	caché de nivel 3	Zócalo del procesador	RAM	carriles PCI	Disipación de calor básico	Disipación de calor variable	fecha de lanzamiento
Ryzen 3	1200	cuatro	cuatro	3,1 GHz	3,4 GHz	384 Kb	512 KB por núcleo	8 MB	AMDAM4 (PGA)	DDR4-2666 de dos canales	24	65W	45-65W	27 de junio de 2017
	1300X			3,5 GHz	3,7 GHz
Ryzen 5	1400	cuatro	ocho	3,2 GHz	3,4 GHz									11 de abril de 2017
	1500X			3,5 GHz	3,7 GHz			16 MB
	1600	6	12	3,2 GHz	3,6 GHz	576 Kb
	1600X			3,6 GHz	4,0 GHz							95W
Ryzen 7	1700	ocho	dieciséis	3,0 GHz	3,7 GHz	768 Kb						65W		2 de marzo de 2017
	1700X			3,4 GHz	3,8 GHz							95W
	1800X			3,6 GHz	4,0 GHz
Destripador de hilos Ryzen	1900X			3,8 GHz	4,2 GHz				AMD TR4 (LGA)	DDR4-2666 de cuatro canales	64	180W		10 de agosto de 2017
	1920X	12	24	3,5 GHz	4,1 GHz	1.125 MB		32 MB
	1950X	dieciséis	32	3,4 GHz	3,9 GHz	1,5 MB								31 de agosto de 2017

Procesadores móviles Raven Ridge

Serie	Modelo	Núcleos	arroyos	Frecuencia nominal de la CPU	Aumento de la frecuencia de la CPU	caché de nivel 1	caché de nivel 2	caché de nivel 3	Artes graficas	Frecuencia de gráficos	Zócalo del procesador	Disipación de calor básico	Disipación de calor variable	fecha de lanzamiento
Ryzen 7	2700U	cuatro	ocho	2,2 GHz	3,8 GHz	384 KB (96 KB por núcleo)	2 MB (512 KB por núcleo)	4 MB (4 MB por complejo central)	Vega 10	1,3 GHz	AMD FP5 (BGA)	15W	12-15W	26 de octubre de 2018
Ryzen 5	2500U			2,0 GHz	3,4 GHz				Vega 8	1,1 GHz
Ryzen 3	2300U		cuatro						Vega 6					8 de enero de 2018
	2200U	2		2,5 GHz		192 KB (96 KB por núcleo)	1 MB (512 KB por núcleo)		Vega 3	1,0 GHz

Procesadores de escritorio Raven Ridge

Serie	Modelo	Núcleos	arroyos	Frecuencia nominal de la CPU	Aumento de la frecuencia de la CPU	caché de nivel 1	caché de nivel 2	caché de nivel 3	Artes graficas	Frecuencia de gráficos	Zócalo del procesador	Disipación de calor básico	Disipación de calor variable	fecha de lanzamiento
Ryzen 5	2400G	cuatro	ocho	3,6 GHz	3,9 GHz		2 MB	4 MB	Vega 11	1,25 GHz	AMDAM4 (PGA)	65W	45-65W	12 de febrero de 2018
Ryzen 3	2200G	cuatro	cuatro	3,5 GHz	3,7 GHz				Vega 8	1,1 GHz
Athlon	3050G	2	cuatro	3,4 GHz					Vega 3
Athlon	3000G [22]	2	cuatro	3,5 GHz					Vega 3
Athlon	240GE	2	cuatro	3,5 GHz			1 MB		Vega 3	1,0 GHz		35W
Athlon	220GE	2	cuatro	3,4 GHz					Vega 3
Athlon	200GE PRO	2	cuatro	3,2 GHz					Vega 3
Athlon	200GE	2	cuatro	3,2 GHz					Vega 3

Los procesadores de servidor basados ​​en Zen tienen el nombre en código de Nápoles y se introdujeron en junio de 2017 como Epyc 7000, con núcleos de 8 a 32. La mayoría de ellos admiten sistemas de procesador dual, el resto (7xxxP) solo se puede usar en servidores de un solo procesador. Utilice el zócalo LGA Socket SP3r2 .

Véase también

• Lista de microprocesadores AMD

Notas

1. ↑ Los dispositivos de tiempo de ejecución tienen 128 bits de ancho ( [1] Archivado el 17 de marzo de 2017 en Wayback Machine : "Lado FP hay cuatro conductos... instrucciones FMAC combinadas de 128 bits. No se pueden combinar para un AVX2 de 256 bits"), cuando ejecutando instrucciones de 256 bits, es posible un aumento en la latencia
2. ↑ Análisis de AMD 7th Gen Bristol Ridge y AM4: hasta A12-9800, chipset B350/A320, OEM primero, PIB después . Consultado el 4 de diciembre de 2017. Archivado desde el original el 7 de agosto de 2017. (indefinido)
3. ↑ AMD sugiere una arquitectura Zen x86 de alto rendimiento . Consultado el 16 de agosto de 2016. Archivado desde el original el 2 de abril de 2015. (indefinido)
4. ↑ AMD Ryzen (AMD "Ryzen"): especificaciones del procesador, precio, descripción general del rendimiento . m-pc.net. Consultado el 7 de marzo de 2017. Archivado desde el original el 8 de marzo de 2017. (indefinido)
5. ↑ AMD anuncia Zen, 40 % de mejora de IPC en comparación con Excavator, disponible en 2016  ( 7 de mayo de 2015). Consultado el 16 de agosto de 2016. Archivado desde el original el 5 de junio de 2016.
6. ↑ Lectura técnica de fin de semana : AMD 'Zen' y su regreso a las CPU de gama alta, rastreando a los piratas de Windows  . Consultado el 16 de agosto de 2016. Archivado desde el original el 11 de mayo de 2015.
7. ↑ 1 2 AMD: 'Bulldozer' no fue un cambio de juego, pero 'Zen' de próxima generación lo será  (inglés) (11 de septiembre de 2014). Consultado el 16 de agosto de 2016. Archivado desde el original el 4 de junio de 2016.
8. ↑ Guía de optimización de software para procesadores AMD Family 17h Archivado el 12 de julio de 2017 en Wayback Machine / AMD, junio de 2017
9. ↑ 1 2 3 AMD Zen Microarchitecture: Dual Schedulers, Micro-Op Cache y Memory Hierarchy Revealed . Archivado desde el original el 17 de diciembre de 2019. Consultado el 26 de agosto de 2017.
10. ↑ https://www.anandtech.com/show/10578/amd-zen-microarchitecture-dual-schedulers-micro-op-cache-memory-hierarchy-revealed/2 Archivado el 17 de diciembre de 2019 en Wayback Machine "The L1 la caché de datos tiene el doble de tamaño... en comparación con Bulldozer"
11. ↑ https://www.anandtech.com/show/10578/amd-zen-microarchitecture-dual-schedulers-micro-op-cache-memory-hierarchy-revealed/2 Archivado el 17 de diciembre de 2019 en Wayback Machine . El número principal en general es que Zen ofrecerá hasta 5 veces más ancho de banda de caché a un núcleo que los diseños anteriores".
12. ↑ https://www.anandtech.com/show/10578/amd-zen-microarchitecture-dual-schedulers-micro-op-cache-memory-hierarchy-revealed Archivado el 10 de enero de 2020 en Wayback Machine "AMD también afirma que la carga/tiendas tendrán una latencia más baja dentro de los cachés"
13. ↑ AMD Zen Microarchiture Parte 2: Extracción del paralelismo a nivel de instrucción . Archivado desde el original el 17 de marzo de 2017. Consultado el 26 de agosto de 2017.
14. ↑ 1 2 Los procesadores AMD Zen 1 están construidos a partir de estos bloques CCX . Fecha de acceso: 8 de noviembre de 2019. Archivado desde el original el 8 de noviembre de 2019. (indefinido)
15. ↑ Infinity Fabric (SI) - AMD . Consultado el 8 de noviembre de 2019. Archivado desde el original el 12 de diciembre de 2019. (indefinido)
16. ↑ Caché Ryzen de AMD analizado: mejoras; mejorable; Compromisos CCX | techpowerup . Consultado el 11 de agosto de 2018. Archivado desde el original el 11 de abril de 2019. (indefinido)
17. ↑ El complejo central, los cachés y la estructura: revisión de AMD Zen y Ryzen 7: una inmersión profunda en 1800X, 1700X y 1700 . Consultado el 11 de agosto de 2018. Archivado desde el original el 5 de diciembre de 2018. (indefinido)
18. ↑ En 2018, AMD cambiará a la tecnología de proceso LP de 12 nm - Hardwareluxx Rusia . Consultado el 10 de diciembre de 2019. Archivado desde el original el 10 de diciembre de 2019. (indefinido)
19. ↑ https://fuse.wikichip.org/news/1177/amds-zen-cpu-complex-cache-and-smu/ Archivado el 7 de abril de 2019 en Wayback Machine "Esa configuración consta de 1400 millones de transistores y ocupa 44 mm² utilizando el proceso GlobalFoundries 14LPP FinFET".
20. ↑ Ian Cutres. Desempaquetando el Zen Benchmark de AMD: ¿Zen es realmente un 2% más rápido que Broadwell? . Consultado el 24 de agosto de 2016. Archivado desde el original el 24 de agosto de 2016. (indefinido)
21. ↑ AMD demuestra las capacidades del procesador Ryzen (Zen) . Archivado desde el original el 12 de enero de 2017. Consultado el 26 de agosto de 2017.
22. ↑ AMD Athlon 3000G aún se basa en núcleos Zen de primera generación . 3DNews - Resumen digital diario . Consultado el 30 de diciembre de 2020. Archivado desde el original el 23 de agosto de 2020. (Ruso)

Enlaces

• Arquitectura Zen  (ruso)
• Presentamos los procesadores AMD Ryzen  (ruso)

Procesadores AMD
Lista de microprocesadores AMD
Fuera de producción	Hasta x86 Am9080 am2900 am29000 RISC de Berkeley Alquimia MIPS32 Primeros x86 ( 16 bits ) am8086 am8088 Am80186 am80188 am286 IA-32 ( 32 bits ) Am386 Am486 Am5x86 K5 K6 K6-2 K6-III Durón Athlon Athlon XP MP de Athlon geoda x86-64 ( 64 bits ) atlón 64 Athlon 64X2 Athlon 64FX fenómeno Turión 64 Turión 64X2 Turión X2 Ultra Fenómeno II Sempron Atlón II efectos especiales Opterón
Actual	x86-64 ( 64 bits ) AMD APU Ryzen Destripador EPYC
Liza	Conjuntos de chips AMD Zócalos del procesador Durón Athlon Athlon XP atlón 64 Athlon X2 Sempron fenómeno Turión Opterón AMD APU efectos especiales
Microarquitecturas	K5 K6 K7 K8 K9 K10(10h) Gato montés ( LP ) Jaguar (LP) Puma (LP) Excavadora martillador Apisonadora excavadora zen Zen+ Zen 2 Zen 3 Zen 4 K12 ( ARMv8-A (ARM64) )