Архитектурата Zen и процесорите Ryzen

6
171

През последните години AMD на практика нямаше никакви иновации в своите процесори и се опитваше да навакса на пазара с продажбите на хибридните CPU, които така и не станаха популярни сред потребителите и овърклокърите. В същото време Intel произвеждаше нови поколения чипове на всеки една-две години. Стратегията „Тик-так“ на Intel, състояща се във внедряването на нов технологичен процес и след това поредната архитектура процесорни ядра, доказа своята висока ефективност и осигури използването на чиповете на Intel в почти всеки геймърски компютър или работна станция.

Разбирайки незавидното си положение, през 2012 година ръководството на Advanced Micro Devices върна в своите лаборатории талантливия специалист Джим Келър (Jim Keller), който в миналото ръководеше екипа, проектирал легендарните процесори AMD K7 (Athlon, Athlon XP) и K8 (Athlon 64, Opteron). Без да губи никакво време Келър веднага започна разработването на нова процесорна архитектура буквално от нулата и я нарече Zen. Целта на новата микроархитектура бе постигането на 40% приръст на броя изпълнявани процесорни инструкции на един такт, спрямо процесорите Excavator. След четири години новата архитектура е в основата на процесорите Ryzen.

Процесорите Ryzen

Новите процесори AMD Ryzen се произвеждат чрез 14 нанометров FinFET технологичен процес в заводите на GlobalFoundries. Броят процесорни ядра варира от четири до осем, а максималният обем кеш памет от трето ниво достига 16 MB. В чипа са интегрирани четириканален контролер на DDR4 памети, PCI Express 3.0 контролер с 24 линии, два SATA 6 Gb/s порта и поддръжката на четири USB 3.1 порта от първо поколение. По този начин новите процесори всъщност са пълноценни системи-върху-чипа (SoC).


За разлика от архитектурата Excavator, в която се използва клъстърна многопоточност (CMT), Zen чиповете използват едновременна многопоточност (Simultaneous Multi-threading), един от вариантите на която е добре познатата технология Intel Hyper-Treading. Друг изключително важен момент в еволюцията на чиповете Zen е наличието на модул за изчисления с плаваща запетая във всяко процесорно ядро. Предишните процесори Excavator използваха един FPU на две ядра, обединени заедно в един общ модул. И още, благодарение на 14 нанометровия технологичен процес, TDP на новите осемядрени чипове Ryzen е 95 W, вместо сериозните 220 W при фамилията процесори FX.

SenseMI

В процесорите Ryzen се използва комплект от нови технологии, който AMD нарича SenseMI, предназначен да осигури най-ефективен и оптимален режим на работа. Той включва:

  • Интелигентната система за кеширане Smart Prefetch, използваща специални обучаващи се алгоритми, които следят по какъв начин софтуерът получава достъп до данните и с голяма точност предвиждат и предварително зареждат в кеш паметта необходимите данни с цел ускоряване на изчисленията и минимизиране времето на реакция
  • Neural Net Prediction – интегриран слаб изкуствен интелект с невронна мрежа, който създава модела на решенията чрез наблюдение на кода и избира най-бързото решение
  • Pure Power следи режима на работа, честотата и консумацията на процесора, осигурявайки динамично регулиране на захранващото напрежение на чипа
  • Precision Boost – технология за динамично повишаване или понижаване тактовата честота на процесора със стъпка 25 MHz и скорост 1 ms
  • Extended Frequency Rang – може да качи тактовата честота над предела, поставен от Extended Frequency Rang, но при използване на подходящо охлаждане

Последните три технологии са тясно свързани една с друга и използват стотици интегрирани в кристала сензори, които следят тока, напрежението и температурата на различните функционални блокове. SenseMI може автоматично да регулира честотата на всяко процесорно ядро, осигурявайки максимална производителност.

За обмен на информацията между сензорите и процесорните модули в процесорите Ryzen и подготвяния в момента хибриден процесор Raven Ridge, се използва шината Infinity Fabric. Това е универсален интерфейс с модулна структура, който може да се мащабира и да осигурява необходимата пропускателна способност. Освен в чиповете с архитектура Zen, шината Infinity Fabric ще се използва и в графичните процесори Vega, в които пропускателната й способност може да достига 512 GB/s. Засега е известно, че APU Raven Ridge ще използват свой вариант на тази шина със скорост около 50 GB/s.

При наличието на мощно охлаждане, технологията XFR може да качва тактовата честота на всички процесорни ядра едновременно с допълнителни 50 MHz (100 MHz в чиповете с индекс X) над номиналната. При това, честотата на boost режима, при която едновременно може да работи само едно ядро, също се увеличава. Така например, при използване на ефективна охлаждаща система, всичките ядра на процесора Ryzen 7 1800X (3,6-4 GHz) ще работят с 3,7 GHz, но при еднопоточно натоварване, тактовата честота на използваното ядро може да достигне до 4,1 GHz.

Обозначаване на процесорите Ryzen

Новите процесори използват нова система за обозначаване. Имената на новите централни и хибридни процесори на AMD е разделена на три части. Първата указва бранда и това в случая е Ryzen. Втората се състои само от една цифра, която показва пазарния сегмент – по-високата цифра указва по-висок сегмент на продукцията.

Третата част се състои от четири цифри и един опционален символ. Първата цифра указва поколението на процесора, втората определя производителността, следващите две цифри показват версията и възможния ръст на честотата. Буквата в края показва консумацията на електрическа енергия и наличието или отсъствието на графичен ускорител. Така например, символът X в края означава TDP 95 W и пълноценна поддръжка на XFR технологията.

В най-близко бъдеще AMD възнамерява да представи на пазара десктоп процесори Ryzen за всички пазарни сегменти. Засега се продават само осемядрените чипове Ryzen 7, предназначени преди всичко за компютърните ентусиасти и за взискателните геймъри. Цялата фамилия Ryzen 7 процесори ще има около 15 различни модела. Шестядрените процесори трябва да излязат през пролетта, а четириядрените – през лятото.

Сокетът AM4 и новите чипсети

Заедно с процесорите Ryzen, на потребителския пазар излезе и AM4 платформата, до която досега достъп имаха само OEM производителите и партньорите на AMD. От началото на тази година всички нови процесори на AMD ще имат Socket AM4 с 1331 пина.

В сравнение със Socket AM3+. пиновете са над 300 повече, пътечките на дънните платки са по-различни, по-друго е закрепването на охлаждането. Това предизвика известно недоволство, но само седмица след началото на продажбите всички производители на процесорни охлаждания предложиха безплатни монтажни комплекти, а някои дъна, като например ASUS Crosshair VI Hero, са съвместими със старите закрепвания на охлаждането.

За новите процесори AMD предлага пет чипсета: X370, B350, A320, X300 и A300. Последните два са създадени специално за Mini-ITX дъна и компактни компютри. Най-много възможности предлагат чипсетите X370 с разнообразни инструменти за фина настройка и овърклок.

Системната логика на чипсетите за Socket AM4 включва един единствен чип за южния мост. Така например, чипсетите Socket AM4 осигуряват работата на допълнителните USB 3.1 портове от първо и второ поколение, USB 2.0 портовете, SATA 6 Gb/s портовете и осем линии на PCI Express 2.0, предназначени за включване на разширителни платки.

Чипсетите X300 и A300 за Mini-ITX дънните платки не предоставят допълнителни портове или интерфейси. Въпреки това, самият процесор поддържа множество портове и интерфейси и тези дъна също предлагат напълно приличен комплект интерфейси – четири USB 3.1 порта от първо поколение, PCI-E 3.0 x4 за включване на NVMe флаш дискове, два SATA 6 GB/s, SATA Express и четири допълнителни PCI Express 3.0 линии за най-различна периферия.

Процесорите от поколението Ryzen с архитектура Zen вече се продават и другата седмица очакваме появата на най-подробни и задълбочени тестове. Очаква се пазарът на централни процесори да се разнообрази, а техните цени в резултат от конкуренцията, осезателно да спаднат.

6
ДОБАВИ КОМЕНТАР

avatar
2 Коментари
4 Отговори на коментарите
1 Последователи
 
Коментарът с най-много реакции
Най-горещият коментар
  Абонирай се  
нови стари оценка
Извести ме за
АМД
АМД

Имат ли вграден видео процесор?

assa
assa

Не, мисля че в началото на другата година или края на тази ще пуснат APU.

грегори хаус
грегори хаус

да

assa
assa

Трол!

Пламен
Пламен

„Най-много възможности предлагат чипсетите Mini-ITX с разнообразни инструменти за фина настройка и овърклок.“

Може би трябва да е X370 вместо Mini-ITX!