Zen (mikroarkitektur)

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 23. november 2020; checks kræver 13 redigeringer .

AMD Zen
CPU
Produktion	4. kvartal 2016
Fabrikant
Strømforbrug _	65-95W  _
Produktionsteknologi	14  nm
Instruktionssæt	x86 / AMD64 ( x86-64 ); udvidelser MMX , SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 , SSE4.1 , SSE4.2 , SSE4a , AMD-V , AES , AVX , AVX2 AVX512F [1] , XOP , FMA3 , SHA [2]
Antal kerner	op til 8 (desktops) op til 16 (HEDT) op til 32 (servere)
Stik	Sokkel AM4 med 1331 ben Sokkel TR4 med 4094 ben Sokkel SP3r2 med 4094 ben
Kerner	Raven Ridge Summit Ridge Napoli
Gravemaskine (mikroarkitektur)Zen+

Zen  er kodenavnet for mikroarkitekturen af ​​AMD - processorkerner , lavet i henhold til den tekniske standard på 14 nanometer. [3] Baseret på denne mikroarkitektur blev AMD-processorer udgivet under Ryzen- og EPYC-varemærkerne . Chips på denne mikroarkitektur er opdelt i tre grupper: to grupper af Ryzen-varemærket - Summit Ridge (desktop-processorer uden grafikkerne) og Raven Ridge (desktop- og mobile processorer med integrerede grafikkerner) og en EPYC-mærkegruppe - Napoli (server-processorer) .

Frigivelsen af ​​de første processorer af denne arkitektur fandt sted den 2. marts 2017. [4] Udviklingen blev gennemført praktisk talt fra bunden. Så cluster multithreading blev erstattet af simultaneous ( simultan multithreading ). AMD lover en stigning på 40 % i antallet af udførte instruktioner pr. ur sammenlignet med den tidligere Excavator -mikroarkitektur . [5]

Beskrivelse af arkitektur

Ifølge AMD var fokus på at øge antallet af operationer per ur (IPC, Instructions Per Clock). [6] [7] Flytning fra modulmikroarkitekturen brugt i Bulldozer til fuldgyldige kerner forventedes at hjælpe med at forbedre per-core floating-point ydeevne ved at øge antallet af FPU'er. [7]

Mikroarkitekturfunktioner [8] :

• to tråde pr. kerne (valgfrit) [9] ;
• reduktion af antallet af prognosefejl;
• tilføjet cache af afkodede uops [9] ;
• øget L1-cachestørrelse [10]
• stigning i gennemløb til cachehukommelse [11] ;
• optimering af cachehukommelsesadgangsforsinkelser; [12]
• 8 MB delt L3 "offer"-cache for hvert kompleks af 4 kerner [13] ;
• 512 KB individuel 2x hurtigere L2-cache pr. kerne (inkluderer L1-cache) [9] ;
• 64 KB for instruktioner og 32 KB for data i en individuel dobbelt så hurtig L1-cache pr. kerne (L2-cachen er inklusive L1-cachen);
• to blokke af hardwareacceleration af AES- krypteringsstandarden .

Universal Zen-arkitektur

Alle processorer i Zen-arkitekturen (Ryzen, Threadripper, EPYC) er baseret på redundante Zeppelin [14] -krystaller, der er skiftet ved hjælp af Infinity Fabric-bussen (kører ved den rigtige RAM-frekvens) [15] .

Grundlaget for Zeppelin-krystallen er 2 Core Complex (CCX) blokke og en delt niveau 3 cache (L3) [14] .

Hver CCX indeholder 4 Zen-kerner med en fælles L3-cache for alle kerner, med en volumen på 8 MB pr. kompleks. Cache på tredje niveau er for det meste eksklusiv, mens cachedata på første niveau nødvendigvis er til stede i cache på andet niveau. Hver kerne i komplekset kan få adgang til cacheceller på et hvilket som helst niveau med omtrent samme hastighed, men inden for CCX er der en vis afmatning, når man får adgang til den yderste 4MB halvdel af L3-cachen, og adgang til 8 MB L3-hukommelse til den nærliggende CCX tager 2 gange lavere hastighed. [16] [17]

Zen-kernechippen er lavet ved hjælp af FinFET 14nm-teknologi ( 14LPP ) fra GlobalFoundries [18] [19] .

Alle AMD Ryzen 3, Ryzen 5 og Ryzen 7 desktop-processorer bruger AMD AM4-socket , Ryzen Threadripper bruger AMD TR4-socket, Ryzen mobile bruger AMD FP4-socket, og EPYC-servere bruger SP3r2-socket.

Sammenligning

AMD Zen-ingeniøreksemplet sammenlignet med Intel Broadwell -E Core i7-6900K-processoren blev færdiggjort i Blender 3D-modelleringssoftware 2 % hurtigere ved 3,4 GHz versus 3,7 GHz for Core i7-6900K. [20] [21]

Liste over processorer

Tre grupper af processorer er baseret på Zen-mikroarkitekturen: Summit Ridge (desktop-processorer uden grafikkerner), Raven Ridge (mobil- og desktopprocessorer med integrerede grafikkerner) og Napoli (serverprocessorer uden grafikkerner). Frekvensmultiplikatoren for alle processormodeller er låst op, så de alle er modtagelige for overclocking.

Summit Ridge, desktop-processorer uden grafikkerner

Serie	Model	Kerner	vandløb	CPU nominel frekvens	Øget CPU-frekvens	Niveau 1 cache	Niveau 2 cache	Niveau 3 cache	Processor stik	vædder	PCI baner	Grundvarmeafledning	Variabel varmeafledning	udgivelses dato
Ryzen 3	1200	fire	fire	3,1 GHz	3,4 GHz	384 Kb	512 KB per kerne	8 MB	AMD AM4 (PGA)	Dobbeltkanal DDR4-2666	24	65 W	45-65W	27. juni 2017
	1300X			3,5 GHz	3,7 GHz
Ryzen 5	1400	fire	otte	3,2 GHz	3,4 GHz									11. april 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							95 W
Ryzen 7	1700	otte	16	3,0 GHz	3,7 GHz	768 Kb						65 W		2. marts 2017
	1700X			3,4 GHz	3,8 GHz							95 W
	1800X			3,6 GHz	4,0 GHz
Ryzen Threadripper	1900X			3,8 GHz	4,2 GHz				AMD TR4 (LGA)	Quad-channel DDR4-2666	64	180 W		10. august 2017
	1920X	12	24	3,5 GHz	4,1 GHz	1,125 MB		32 MB
	1950X	16	32	3,4 GHz	3,9 GHz	1,5 MB								31. august 2017

Raven Ridge mobile processorer

Serie	Model	Kerner	vandløb	CPU nominel frekvens	Øget CPU-frekvens	Niveau 1 cache	Niveau 2 cache	Niveau 3 cache	Grafisk kunst	Grafikfrekvens	Processor stik	Grundvarmeafledning	Variabel varmeafledning	udgivelses dato
Ryzen 7	2700U	fire	otte	2,2 GHz	3,8 GHz	384 KB (96 KB pr. kerne)	2 MB (512 KB pr. kerne)	4 MB (4 MB pr. kernekompleks)	Vega 10	1,3 GHz	AMD FP5 (BGA)	15 W	12-15W	26. oktober 2018
Ryzen 5	2500U			2,0 GHz	3,4 GHz				Vega 8	1,1 GHz
Ryzen 3	2300U		fire						Vega 6					8. januar 2018
	2200U	2		2,5 GHz		192 KB (96 KB pr. kerne)	1 MB (512 KB pr. kerne)		Vega 3	1,0 GHz

Raven Ridge Desktop-processorer

Serie	Model	Kerner	vandløb	CPU nominel frekvens	Øget CPU-frekvens	Niveau 1 cache	Niveau 2 cache	Niveau 3 cache	Grafisk kunst	Grafikfrekvens	Processor stik	Grundvarmeafledning	Variabel varmeafledning	udgivelses dato
Ryzen 5	2400G	fire	otte	3,6 GHz	3,9 GHz		2 MB	4 MB	Vega 11	1,25 GHz	AMD AM4 (PGA)	65 W	45-65W	12. februar 2018
Ryzen 3	2200G	fire	fire	3,5 GHz	3,7 GHz				Vega 8	1,1 GHz
Athlon	3050G	2	fire	3,4 GHz					Vega 3
Athlon	3000G [22]	2	fire	3,5 GHz					Vega 3
Athlon	240GE	2	fire	3,5 GHz			1 Mb		Vega 3	1,0 GHz		35W
Athlon	220GE	2	fire	3,4 GHz					Vega 3
Athlon	200GE PRO	2	fire	3,2 GHz					Vega 3
Athlon	200GE	2	fire	3,2 GHz					Vega 3

Zen-baserede serverprocessorer er kodenavnet Napoli og blev introduceret i juni 2017 som Epyc 7000, med 8 til 32 kerner. De fleste af dem understøtter dobbeltprocessorsystemer, resten (7xxxP) kan kun bruges i enkeltprocessorservere. Brug LGA - socket Socket SP3r2 .

Se også

• Liste over AMD mikroprocessorer

Noter

1. ↑ Runtime-enheder er 128 bit brede ( [1] Arkiveret 17. marts 2017 på Wayback Machine : "FP side der er fire rør .. kombinerede 128-bit FMAC instruktioner. Disse kan ikke kombineres for én 256-bit AVX2"), når udfører 256-bit instruktioner, er en stigning i latens mulig
2. ↑ AMD 7. generation af Bristol Ridge og AM4-analyse: Op til A12-9800, B350/A320-chipsæt, OEM'er først, PIB'er senere . Hentet 4. december 2017. Arkiveret fra originalen 7. august 2017. (ubestemt)
3. ↑ AMD tipser om højtydende Zen x86-arkitektur . Hentet 16. august 2016. Arkiveret fra originalen 2. april 2015. (ubestemt)
4. ↑ AMD Ryzen (AMD "Ryzen"): processorspecifikationer, pris, ydelsesoversigt . m-pc.net. Hentet 7. marts 2017. Arkiveret fra originalen 8. marts 2017. (ubestemt)
5. ↑ AMD annoncerer Zen, 40 % IPC-forbedring i forhold til gravemaskine - kommer i 2016  ( 7. maj 2015). Hentet 16. august 2016. Arkiveret fra originalen 5. juni 2016.
6. ↑ Teknologisk weekendlæsning : AMD 'Zen' og deres tilbagevenden til avancerede CPU'er, der sporer Windows-pirater  . Hentet 16. august 2016. Arkiveret fra originalen 11. maj 2015.
7. ↑ 1 2 AMD: 'Bulldozer' var ikke en game-changer, men næste generation af 'Zen' bliver  (engelsk) (11. september 2014). Hentet 16. august 2016. Arkiveret fra originalen 4. juni 2016.
8. ↑ Software Optimization Guide for AMD Family 17h-processorer Arkiveret 12. juli 2017 på Wayback Machine / AMD, juni 2017
9. ↑ 1 2 3 AMD Zen-mikroarkitektur: Dual Schedulers, Micro-Op Cache og Memory Hierarki afsløret . Arkiveret fra originalen den 17. december 2019. Hentet 26. august 2017.
10. ↑ https://www.anandtech.com/show/10578/amd-zen-microarchitecture-dual-schedulers-micro-op-cache-memory-hierarchy-revealed/2 Arkiveret 17. december 2019 på Wayback Machine "The L1 datacachen er både dobbelt i størrelse ... sammenlignet med Bulldozer"
11. ↑ https://www.anandtech.com/show/10578/amd-zen-microarchitecture-dual-schedulers-micro-op-cache-memory-hierarchy-revealed/2 Arkiveret 17. december 2019 på Wayback Machine "AMD's store Det overordnede overskriftsnummer er, at Zen vil tilbyde op til 5x cachebåndbredde til en kerne i forhold til tidligere designs."
12. ↑ https://www.anandtech.com/show/10578/amd-zen-microarchitecture-dual-schedulers-micro-op-cache-memory-hierarchy-revealed Arkiveret 10. januar 2020 på Wayback Machine "AMD oplyser også at belastningen/lagrene vil have lavere latenstid i cachen"
13. ↑ AMD Zen Microarchiture Del 2: Udpakning af instruktionsniveauparallelisme . Arkiveret fra originalen den 17. marts 2017. Hentet 26. august 2017.
14. ↑ 1 2 AMD Zen 1-processorer er bygget af disse CCX-blokke . Dato for adgang: 8. november 2019. Arkiveret fra originalen 8. november 2019. (ubestemt)
15. ↑ Infinity Fabric (IF) - AMD . Hentet 8. november 2019. Arkiveret fra originalen 12. december 2019. (ubestemt)
16. ↑ AMD's Ryzen Cache analyseret - Forbedringer; kan forbedres; CCX kompromiser | techpowerup . Hentet 11. august 2018. Arkiveret fra originalen 11. april 2019. (ubestemt)
17. ↑ The Core Complex, Caches and Fabric - AMD Zen and Ryzen 7 Review: A Deep Dive on 1800X, 1700X and 1700 . Hentet 11. august 2018. Arkiveret fra originalen 5. december 2018. (ubestemt)
18. ↑ I 2018 skifter AMD til 12nm LP-procesteknologien - Hardwareluxx Russia . Hentet 10. december 2019. Arkiveret fra originalen 10. december 2019. (ubestemt)
19. ↑ https://fuse.wikichip.org/news/1177/amds-zen-cpu-complex-cache-and-smu/ Arkiveret 7. april 2019 på Wayback Machine "Den konfiguration består af 1,4 milliarder transistorer og optager 44 mm² ved hjælp af GlobalFoundries 14LPP FinFET-proces."
20. ↑ Ian Cutress. Udpakning af AMD's Zen Benchmark: Er Zen faktisk 2 % hurtigere end Broadwell? . Hentet 24. august 2016. Arkiveret fra originalen 24. august 2016. (ubestemt)
21. ↑ AMD demonstrerer funktionerne i Ryzen (Zen) processoren . Arkiveret fra originalen den 12. januar 2017. Hentet 26. august 2017.
22. ↑ AMD Athlon 3000G er stadig bygget på første generations Zen-kerner . 3DNews - Daily Digital Digest . Hentet 30. december 2020. Arkiveret fra originalen 23. august 2020. (Russisk)

Links

• Arkitektur Zen  (russisk)
• Introduktion af AMD Ryzen-processorer  (russisk)

AMD processorer
Liste over AMD mikroprocessorer
Ude af produktion	Op til x86 Am9080 Am2900 Am29.000 Berkeley RISC Alkymi MIPS32 Tidlig x86 ( 16bit ) Am8086 Am8088 Am80186 Am80188 Am286 IA-32 ( 32 bit ) Am386 Am486 Am5x86 K5 K6 K6-2 K6-III Duron Athlon Athlon XP Athlon MP Geode x86-64 ( 64 bit ) Athlon 64 Athlon 64X2 Athlon 64FX Fænom Turion 64 Turion 64X2 Turion X2 Ultra Fænom II Sempron Athlon II FX Opteron
Faktiske	x86-64 ( 64 bit ) AMD APU Ryzen Threadripper EPYC
Lister	AMD-chipsæt Processor stik Duron Athlon Athlon XP Athlon 64 Athlon X2 Sempron Fænom Turion Opteron AMD APU FX
Mikroarkitekturer	K5 K6 K7 K8 K9 K10(10t) Bobcat ( LP ) Jaguar (LP) Puma (LP) Bulldozer Rambuk Damptromler gravemaskine Zen Zen+ Zen 2 Zen 3 Zen 4 K12 ( ARMv8-A(ARM64) )