Zen (microarquitectura)

La primera generación de Zen se lanzó con la serie de CPU Ryzen 1000 (nombre en clave Summit Ridge) en febrero de 2017. ^{[ 14 ]} El primer sistema de vista previa basado en Zen se demostró en E3 2016 , y se detalló sustancialmente por primera vez en un evento celebrado a una cuadra del Intel Developer Forum 2016. Las primeras CPU basadas en Zen llegaron al mercado a principios de marzo de 2017, y los procesadores de servidor Epyc derivados de Zen (nombre en clave "Naples") se lanzaron en junio de 2017 ^{[ 15 ]} y las APU basadas en Zen (nombre en clave "Raven Ridge") llegaron en noviembre de 2017. ^{[ 16 ]} Esta primera iteración de Zen utilizó el proceso de fabricación de 14 nm de GlobalFoundries  . ^{[ 17 ]} También se fabricaron procesadores basados ​​en Zen modificados para el mercado chino bajo la empresa conjunta AMD-China .

Las CPU de la serie Ryzen 3000 se lanzaron el 7 de julio de 2019, ^{[ 21 ] [ 22 ]} mientras que las CPU de servidor Epyc basadas en Zen 2 (nombre en clave "Rome") se lanzaron el 7 de agosto de 2019. ^{[ 23 ]} Los productos Zen 2 Matisse fueron las primeras CPU de consumo en utilizar el nodo de proceso de 7 nm, de TSMC . ^{[ 24 ]} Zen 2 introdujo la arquitectura basada en chiplets, donde las CPU de escritorio, estaciones de trabajo y servidores se producen como módulos multichip (MCM); estos productos Zen 2 utilizan los mismos chiplets de núcleo pero están conectados a diferentes silicio uncore (diferentes chips de E/S) en una topología de concentrador y radios. Este enfoque difiere de los productos Zen 1, donde el mismo chip (Zeppelin) se utiliza en un paquete monolítico simple para los productos Summit Ridge (serie Ryzen 1000) o como bloques de construcción interconectados en un MCM (hasta cuatro chips Zeppelin) para los productos Epyc y Threadripper de primera generación. ^{[ 25 ]} Para los productos Zen 2 anteriores, las funciones de E/S y uncore se realizan dentro de este chip de E/S separado, ^{[ 26 ]} que contiene los controladores de memoria, el tejido para permitir la comunicación entre núcleos y la mayor parte de las funciones uncore. El chip de E/S utilizado por los procesadores Matisse es un chip pequeño producido en GF 12 nm, ^{[ 27 ]} mientras que el chip de E/S del servidor utilizado para Threadripper y Epyc es mucho más grande. ^{[ 27 ]} El chip de E/S del servidor puede servir como un concentrador para conectar hasta ocho chiplets de 8 núcleos, mientras que el chip de E/S para Matisse puede conectar hasta dos chiplets de 8 núcleos. Estos chiplets están conectados mediante la tecnología Infinity Fabric de segunda generación de AMD, ^{[ 27 ]} lo que permite una interconexión de baja latencia entre los núcleos y las E/S. Los núcleos de procesamiento en los chiplets están organizados en CCX (Core Complexes) de cuatro núcleos, conectados entre sí para formar un único CCD (Core Chiplet Die) de ocho núcleos. ^{[ 28 ]}  

Zen 2 también impulsa una línea de APU móviles y de escritorio comercializadas como Ryzen 4000 , así como las consolas Xbox de cuarta generación y la PlayStation 5. La microarquitectura del núcleo Zen 2 también se utiliza en la APU Mendocino, un  sistema en un chip de 6 nm destinado a dispositivos móviles convencionales y otros productos informáticos de bajo consumo energético. ^{[ 29 ]}

Zen 3 se lanzó el 5 de noviembre de 2020, ^{[ 30 ]} utilizando un  proceso de fabricación de 7 nm más maduro, impulsando las CPU y APU de la serie Ryzen 5000 ^{[ 30 ]} (nombre en clave "Vermeer" (CPU) y "Cézanne" (APU)) y los procesadores Epyc (nombre en clave "Milan"). La principal mejora de rendimiento de Zen 3 con respecto a Zen 2 es la introducción de un CCX unificado, lo que significa que cada chiplet de núcleo ahora está compuesto por ocho núcleos con acceso a 32  MB de caché L3, en lugar de dos conjuntos de cuatro núcleos con acceso a 16  MB de caché L3 cada uno. ^{[ 31 ]}

El 1 de abril de 2022, AMD lanzó la nueva serie Ryzen 6000 para portátiles, que utiliza una arquitectura Zen 3+ mejorada , trayendo por primera vez gráficos RDNA 2 integrados en una APU a la PC. ^{[ 32 ]}

Zen 3 con 3D V-Cache se presentó oficialmente el 31 de mayo de 2021. ^{[ 33 ]} Se diferencia de Zen 3 en que incluye caché L3 apilada en 3D sobre la caché L3 normal en el CCD, lo que proporciona un total de 96  MB. El primer producto que la utiliza, el Ryzen 7 5800X3D , se lanzó el 20 de abril de 2022. La caché adicional proporciona un aumento de rendimiento de aproximadamente un 15 % en aplicaciones de juegos en promedio. ^{[ 34 ]}

El procesador Zen 3 con V-Cache 3D para servidores, con nombre en clave Milan-X, se anunció en la conferencia magistral Accelerated Data Center Premiere de AMD el 8 de noviembre de 2021. Ofrece un aumento del 50 % en ciertas aplicaciones de centros de datos con respecto a las CPU Milan de Zen 3, manteniendo la compatibilidad de socket con ellas. ^{[ 35 ]} Milan-X se lanzó el 21 de marzo de 2022. ^{[ 36 ]}

Las CPU para servidores Epyc con Zen 4 , con nombre en clave Genoa, se presentaron oficialmente en la conferencia magistral Accelerated Data Center Premiere de AMD el 8 de noviembre de 2021, ^{[ 37 ]} y se lanzaron un año después, en noviembre de 2022. ^{[ 38 ]} Tienen hasta 96 núcleos Zen 4 y son compatibles con PCIe 5.0 y DDR5.

Además, también se anunció Zen 4 Cloud (una variante de Zen 4), abreviado como Zen 4c . Zen 4c está diseñado para tener una densidad significativamente mayor que el Zen 4 estándar, a la vez que ofrece una mayor eficiencia energética. Esto se logra rediseñando el núcleo y la caché de Zen 4 para maximizar la densidad y el rendimiento computacional. Tiene un 50 % menos de caché L3 que Zen 4 y no puede alcanzar frecuencias tan altas. Bergamo (serie Epyc 9704) tiene hasta 128 núcleos Zen 4c y es compatible con el socket Genoa. Se lanzó en junio de 2023. ^{[ 39 ]} Otra línea de productos de servidor que utiliza núcleos Zen 4c es Siena (serie Epyc 8004), que tiene hasta 64 núcleos, utiliza un socket diferente más pequeño y está destinada a casos de uso que priorizan el tamaño, el costo, el consumo de energía y la disipación térmica sobre el alto rendimiento. ^{[ 40 ]}

Tanto Zen 4 como Zen 4 Cloud se fabrican en  el nodo de 5 nm de TSMC. ^{[ 39 ]}

Además de los procesadores para servidores Epyc 9004, 9704 y 8004 (Genoa, Bergamo y Siena respectivamente), Zen 4 también impulsa los procesadores de escritorio convencionales Ryzen 7000 (nombre en clave "Raphael"), ^{[ 41 ]} los procesadores móviles de gama alta (nombre en clave "Dragon Range") y los procesadores móviles ultraligeros (nombre en clave "Phoenix"). ^{[ 42 ]} También impulsa las APU de escritorio Ryzen serie G 8000. ^{[ 43 ]}

Zen 5 se mostró en la hoja de ruta Zen de AMD en mayo de 2022. ^{[ 44 ]} Utiliza los procesos de 4 nm y 3 nm de TSMC . ^{[ 45 ]} Impulsa los procesadores de escritorio convencionales Ryzen 9000 (nombre en clave "Granite Ridge"), los procesadores móviles de gama alta (nombre en clave "Strix Point") y los procesadores de servidor Epyc 9005 (nombre en clave "Turin"). 

Zen 5c es una variante compacta del núcleo Zen 5, dirigida principalmente a clientes de servidores de computación en la nube a hiperescala. ^{[ 46 ]}

Zen 6 ( "Morpheus" ) ^{[ 47 ]} es el nombre de una próxima microarquitectura de CPU de AMD, mostrada en su hoja de ruta en julio de 2024. ^{[ 48 ] [ 49 ]} Es el sucesor de Zen 5 ( "Nirvana" ) y se cree que utilizará los procesos de 3 nm y 2 nm de TSMC . Los procesadores de escritorio tendrán el nombre en clave "Medusa" bajo el nombre Ryzen 10000, ^{[ 47 ]} mientras que los procesadores para servidores Epyc tendrán el nombre en clave "Venice" . ^{[ 50 ]} Se espera que Zen 6 se lance a finales de 2026 o principios de 2027. ^{[ 51 ]}  

Al igual que con las dos generaciones Zen anteriores , Zen 6 vendrá en la variante estándar, así como en una variante de alta densidad de núcleos llamada Zen 6c ( "Monarch" ). ^{[ 47 ]}