AMD ujawnia szczegóły o mikroarchitekturze Zen

Coraz większymi krokami zbliża się premiera procesorów AMD na bazie nowej mikroarchitektury Zen, więc też producent ujawnia coraz więcej szczegółów na temat swoich nowych konstrukcji. Niedawno pochwalił się on możliwościami modeli dla komputerów stacjonarnych i serwerów, ale to nie koniec wieści o nowych układach, bo podczas konferencji Hot Chips 28 poznaliśmy szczegółowe informacje na temat samej mikroarchitektury i budowy procesora.

Nadchodzące procesory to całkowicie nowy rozdział w historii producenta, który można nazwać odcięciem się od dotychczasowych koncepcji budowy rdzeni na bazie architektury x86. Przed przystąpieniem do omawiania nowej mirkarchitektury Zen, warto również wspomnieć, że nowe procesory będą wytwarzane w niższym procesie technologicznym 14 nm FinFET – tym samym, w którym są produkowane procesory graficzne z generacji Polaris.

 
Nowa mikroarchitektura Zen została zaprojektowana z myślą o najróżniejszych zastosowaniach

Mikroarchitektura Zen została zaprojektowana z myślą o najróżniejszych zastosowaniach, począwszy od energooszczędnych układów dla pasywnie chłodzonych laptopów, a skończywszy na potężnych superkomputerach. Można zatem powiedzieć, że mamy do czynienia z uniwersalną konstrukcją, która zastąpi dwie obecnie wykorzystywane mikroarchitektury – energooszczędną Jaguar i wydajną Excavator (najnowsza generację koncepcji modułowej).

Producent chwali się, że nowa mikroarchitektura przyniesie 40% wzrostu liczby przetwarzanych instrukcji w jednym cyklu zegara (IPC) w porównaniu z mikroarchitekturą Excavator, a przy tym ma charakteryzować się podobnym zapotrzebowaniem na energię elektryczną. Trzeba przyznać, że postęp jest naprawdę spory.

Duży skok wydajności to przede wszystkim zasługa całkowicie nowej konstrukcji rdzenia, a także usprawnienia podsystemów pamięci podręcznych. Ponadto inżynierowie przyłożyli się do poprawy efektywności energetycznej.

Nowe procesory AMD mają bazować na „modułach” CPU-Complex (CCX), z których każdy dysponuje czterema niezależnymi rdzeniami oraz 8 MB współdzielonej pamięci podręcznej trzeciego poziomu (została ona podzielona na cztery „części”, ale do danej części ma dostęp każdy rdzeń i to z takim samym opóźnieniem). Wychodzi więc na to, że najsłabsze modele będą dysponować czterema rdzeniami, ale kolejne, wydajniejsze układy będzie można tworzyć poprzez dokładanie modułów CCX (przykładowo w serwerowych modelach Naples będą dostępne nawet 32 rdzenie).

To jednak nie wszystko, bo sam rdzeń ma obsługiwać wielowątkowość w trybie SMT (Simultaneous Multithreading), a nie jak w obecnych modelach bazujących na koncepcji modułowej CMT (Clustered Multithreading). Możemy więc liczyć na szybsze działanie podstawowych wątków, gdzie do tej pory układy AMD mocno odstawały względem modeli Intela.

Producent chwali się także pakietem nowych instrukcji – również takich, których nie znajdziemy w procesorach konkurencji. Nie zabraknie wsparcia dla AVX/AVX2, BMI1/BMI2, AES, RDRAND i SMEP.

Wprawdzie prezentacja z konferencji Hot Chips była skupiona na rdzeniach i mikroarchitekturze, ale ze wcześniejszych informacji wiemy, że nowe procesory zostaną także wyposażone w kontroler pamięci DDR4, kontroler magistrali PCI-Express 3.0, a także nowy zestaw interfejsów I/O.

Do tej pory firma AMD nie chciała konkurować z Intelem pod względem wydajności, a bardziej skupiała się na funkcjonalności i opłacalności swoich procesorów. Mikroarchitektura Zen ma to zmienić, bo producent postawił sobie za cel konkurencyjność również pod względem wydajności – i to w najwyższym segmencie, gdzie „niebiescy” dominują już od kilku dobrych lat. Już podczas wcześniejszej konferencji zaprezentowano potencjał 8-rdzeniowego/16-wątkowego modelu, który w teście renderowania w Blenderze okazał się wydajniejszy od 8-rdzeniowego/16-wątkowego modelu Intel Core i7-6900K z generacji Broadwell-E (więcej w tym newsie)

Trzeba zatem przyznać, że nowe procesory zapowiadają się bardzo obiecująco. Jak wyjdzie w praktyce? Cóż, tego najprawdopodobniej dowiemy się dopiero pod koniec roku, bo właśnie wtedy ma nastąpić oficjalna premiera układów Summit Ridge, a więc desktopowych przedstawicieli mikroarchitektury Zen. Na dostępność będziemy jednak musieli poczekać jeszcze dłużej - do początku przyszłego roku.

Później czeka nas jeszcze premiera udoskonalonej mikroarchitektury Zen+, ale jak na razie producent na ten temat milczy. Pewne jest jedno - będzie jeszcze wydajniej.

Źródło: AMD