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Zen 2

Zen 2 es una microarquitectura de procesador de computadora de AMD . Es el sucesor de las microarquitecturas Zen y Zen+ de AMD , y está fabricado en el nodo MOSFET de 7 nm de TS...

Zen 2 es una microarquitectura de procesador de computadora de AMD . Es el sucesor de las microarquitecturas Zen y Zen+ de AMD , y está fabricado en el nodo MOSFET de 7 nm de TSMC . La microarquitectura impulsa la tercera generación de procesadores Ryzen , conocidos como Ryzen 3000 para los chips de escritorio convencionales (nombre en código "Matisse"), Ryzen 4000U/H (nombre en código "Renoir") y Ryzen 5000U (nombre en código "Lucienne") para aplicaciones móviles, como Threadripper 3000 para sistemas de escritorio de alta gama, [6] [7] y como Ryzen 4000G para unidades de procesamiento acelerado (APU). Las CPU de la serie Ryzen 3000 se lanzaron el 7 de julio de 2019, [8] [9] mientras que las CPU de servidor Epyc basadas en Zen 2 (nombre en código "Rome") se lanzaron el 7 de agosto de 2019. [10] Un chip adicional, el Ryzen 9 3950X, se lanzó en noviembre de 2019. [8]

En el CES 2019, AMD mostró una muestra de ingeniería de tercera generación de Ryzen que contenía un chiplet con ocho núcleos y 16 subprocesos. [6] La directora ejecutiva de AMD, Lisa Su, también dijo que se esperan más de ocho núcleos en la línea final. [11] En Computex 2019, AMD reveló que los procesadores Zen 2 "Matisse" contarían con hasta 12 núcleos, y unas semanas más tarde también se reveló un procesador de 16 núcleos en el E3 2019, siendo el mencionado Ryzen 9 3950X. [12] [13]

Zen 2 incluye mitigaciones de hardware para la vulnerabilidad de seguridad Spectre . [14] Las CPU de servidor EPYC basadas en Zen 2 utilizan un diseño en el que múltiples matrices de CPU (hasta ocho en total) fabricadas en un proceso de 7 nm (" chiplets ") se combinan con una matriz de E/S de 14 nm (a diferencia de la IOD de 12 nm en las variantes Matisse) en cada paquete de módulo multichip (MCM). Con esto, se admiten hasta 64 núcleos físicos y 128 subprocesos de cómputo totales (con subprocesamiento múltiple simultáneo ) por zócalo. Esta arquitectura es casi idéntica al diseño del procesador insignia "pro-consumidor" Threadripper 3990X. [15] Zen 2 ofrece aproximadamente un 15% más de instrucciones por reloj que Zen y Zen+, [16] [17] las microarquitecturas de 14 y 12 nm utilizadas en Ryzen de primera y segunda generación, respectivamente.

Steam Deck , [18] [19] PlayStation 5 , Xbox Series X y Series S usan chips basados ​​en la microarquitectura Zen 2, con ajustes propietarios y configuraciones diferentes en la implementación de cada sistema que las que AMD vende en sus propias APU disponibles comercialmente. [20] [21]

Diseño

Dos procesadores Zen 2 sin tapa diseñados con el enfoque de módulo multichip. La CPU Ryzen 5 3600 de la izquierda/arriba (usada para las CPU Ryzen convencionales) utiliza una matriz de E/S más pequeña y con menos capacidad y hasta dos CCD (solo se utiliza una en este ejemplo en particular), mientras que el Epyc 7702 de la derecha/abajo (usado para CPU Epyc de escritorio de alta gama, HEDT, Ryzen Threadripper y servidor) utiliza una matriz de E/S más grande y con mayor capacidad y hasta ocho CCD.

Zen 2 es un cambio significativo con respecto al paradigma de diseño físico de las arquitecturas Zen anteriores de AMD, Zen y Zen+ . Zen 2 pasa a un diseño de módulo multichip en el que los componentes de E/S de la CPU se disponen en su propio chip , que está separado de los chips que contienen los núcleos del procesador, que también se denominan chiplets en este contexto. Esta separación tiene beneficios en cuanto a escalabilidad y capacidad de fabricación. Como las interfaces físicas no escalan muy bien con las reducciones en la tecnología de proceso , su separación en un chip diferente permite que estos componentes se fabriquen utilizando un nodo de proceso más grande y más maduro que los chips de la CPU. Los chips de la CPU (a los que AMD se refiere como chips complejos de núcleo o CCD), ahora más compactos debido al traslado de los componentes de E/S a otro chip, se pueden fabricar utilizando un proceso más pequeño con menos defectos de fabricación que los que exhibiría un chip más grande (ya que las posibilidades de que un chip tenga un defecto aumentan con el tamaño del dispositivo (chip)) al mismo tiempo que permiten más chips por oblea. Además, la matriz de E/S central puede dar servicio a múltiples chiplets, lo que facilita la construcción de procesadores con una gran cantidad de núcleos. [15] [22] [23]

Ilustración simplificada de la microarquitectura Zen 2
A la izquierda (arriba en el móvil): toma de matriz de una matriz Zen 2 Core Complex. En el medio: toma de matriz de una matriz de E/S Zen 2 EPYC/Threadripper. A la derecha (abajo): matriz de E/S de una matriz de E/S Ryzen convencional Zen 2.

Con Zen 2, cada chiplet de CPU alberga 8 núcleos de CPU, dispuestos en 2 complejos de núcleos (CCX), cada uno de 4 núcleos de CPU. Estos chiplets se fabrican utilizando el nodo MOSFET de 7 nanómetros de TSMC y tienen un tamaño de aproximadamente 74 a 80 mm2 . [22] El chiplet tiene alrededor de 3.8 mil millones de transistores, mientras que el chip de E/S (IOD) de 12 nm tiene ~125 mm2 y tiene 2.09 mil millones de transistores. [24] La cantidad de caché L3 se ha duplicado a 32 MB, y cada CCX en el chiplet ahora tiene acceso a 16 MB de L3 en comparación con los 8 MB de Zen y Zen+. [25] El rendimiento de AVX2 mejora en gran medida con un aumento en el ancho de la unidad de ejecución de 128 bits a 256 bits. [26] Existen múltiples variantes de la matriz de E/S: una fabricada con el proceso de 14 nanómetros de GlobalFoundries y otra fabricada con el proceso de 12 nanómetros de la misma empresa . Las matrices de 14 nanómetros tienen más características y se utilizan para los procesadores EPYC Rome, mientras que las versiones de 12 nm se utilizan para procesadores de consumo. [22] Ambos procesos tienen tamaños de características similares, por lo que su densidad de transistores también es similar. [27]

La arquitectura Zen 2 de AMD puede ofrecer un mayor rendimiento con un menor consumo de energía que la arquitectura Cascade Lake de Intel , siendo un ejemplo el AMD Ryzen Threadripper 3970X que funciona con un TDP de 140  W en modo ECO y ofrece un mayor rendimiento que el Intel Core i9-10980XE que funciona con un TDP de 165  W. [28]

Nuevas funciones

  • Algunas nuevas extensiones del conjunto de instrucciones : WBNOINVD, CLWB, RDPID, RDPRU, MCOMMIT. Cada instrucción utiliza su propio bit CPUID . [29] [30]
  • Mitigaciones de hardware contra la vulnerabilidad de elusión de almacenamiento especulativo de Spectre V4. [31]
  • Optimización de duplicación de memoria de latencia cero (sin documentar). [32]
  • Se duplicó el ancho de las unidades de ejecución y de almacenamiento de carga (de 128 bits a 256 bits) en el coprocesador de punto flotante y se mejoraron significativamente más el rendimiento de la unidad de ejecución de multiplicación. Esto permite que la FPU realice cálculos AVX2 de un solo ciclo. [33]

Tablas de características

CPU

APU

Tabla de características de la APU

Productos

El 26 de mayo de 2019, AMD anunció seis procesadores Ryzen para computadoras de escritorio basados ​​en Zen 2 (con nombre en código "Matisse"). Estos incluían variantes de 6 y 8 núcleos en las líneas de productos Ryzen 5 y Ryzen 7, así como una nueva línea Ryzen 9 que incluye los primeros procesadores de escritorio de 12 y 16 núcleos de la compañía. [34]

La matriz de E/S Matisse también se utiliza como chipset X570 .

La segunda generación de procesadores Epyc de AMD , cuyo nombre en código es "Rome", cuenta con hasta 64 núcleos y se lanzó el 7 de agosto de 2019. [10]

CPU de escritorio

Serie 3000 (Matisse)

Características comunes de las CPU de escritorio Ryzen 3000:

  • Zócalo: AM4 .
  • Todas las CPU admiten DDR4 -3200 en modo de doble canal .
  • Caché L1 : 64 KB (32 KB de datos + 32 KB de instrucciones) por núcleo.
  • Caché L2: 512 KB por núcleo.
  • Todas las CPU admiten 24 líneas PCIe 4.0 . 4 de las líneas están reservadas como enlace al chipset.
  • Sin gráficos integrados.
  • Proceso de fabricación: TSMC 7FF .
  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX
  2. ^ Ryzen 9 3900X y Ryzen 9 3950X pueden consumir más de 145  W bajo carga. [35]
  3. ^ Ryzen 7 3700X puede consumir 90  W bajo carga. [36]
  1. ^ Modelo abc también disponible como PRO 3600, PRO 3700, PRO 3900, lanzado el 30 de septiembre de 2019 para OEM.

Características comunes de las CPU HEDT/workstation Ryzen 3000:

  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX
  2. ^ Ryzen Threadripper 3990X puede consumir más de 490 W bajo carga. [39]

Serie 4000 (Renoir)

Basado en las APU de la serie Ryzen 4000G pero con los gráficos integrados deshabilitados. Características comunes de las CPU de escritorio Ryzen 4000:

  • Zócalo: AM4 .
  • Todas las CPU admiten DDR4 -3200 en modo de doble canal .
  • Caché L1 : 64 KB (32 KB de datos + 32 KB de instrucciones) por núcleo.
  • Caché L2: 512 KB por núcleo.
  • Todas las CPU admiten 24 líneas PCIe 3.0 . 4 de las líneas están reservadas como enlace al chipset.
  • Sin gráficos integrados.
  • Proceso de fabricación: TSMC 7FF .
  • Incluido con AMD Wraith Stealth

Los procesadores de escritorio AMD 4700S y 4800S son parte de un "kit de escritorio" que viene con una placa base y RAM GDDR6 . La CPU está soldada y proporciona 4 líneas PCIe 2.0 . Se dice que son variantes reducidas de las APU que se encuentran en PlayStation 5 y Xbox Series X y S , reutilizadas a partir de chips defectuosos. [40] [41] [42]

  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX

APU de escritorio

Características comunes de las APU de escritorio Ryzen 4000:

  • Zócalo: AM4 .
  • Todas las CPU admiten DDR4 -3200 en modo de doble canal .
  • Caché L1 : 64 KB (32 KB de datos + 32 KB de instrucciones) por núcleo.
  • Caché L2: 512 KB por núcleo.
  • Todas las CPU admiten 24 líneas PCIe 3.0 . 4 de las líneas están reservadas como enlace al chipset.
  • Incluye GPU GCN de quinta generación integrada .
  • Proceso de fabricación: TSMC 7FF .
  1. ^ Complejos de núcleos (CCX) × núcleos por CCX
  2. ^ Sombreadores unificados  : Unidades de mapeo de texturas  : Unidades de salida de renderizado y Unidades de cómputo (CU)
  3. ^ El rendimiento de precisión simple se calcula a partir de la velocidad del reloj del núcleo base (o aumentada) en función de una operación FMA .
  1. ^ Modelo abcdef también disponible como versión PRO como 4350GE, [44] 4350G, [45] 4650GE, [46] 4650G, [47] 4750GE, [48] 4750G, [49] lanzado el 21 de julio de 2020 solo para OEM. [50]
  2. ^ Todas las iGPU tienen la marca AMD Radeon Graphics .

APU móviles

Renoir (serie 4000)

Características comunes de las APU para portátiles Ryzen 4000:

  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX
  2. ^ Sombreadores unificados  : unidades de mapeo de texturas  : unidades de salida de renderizado y unidades de cómputo (CU)
  3. ^ El rendimiento de precisión simple se calcula a partir de la velocidad del reloj del núcleo base (o potenciada) en función de una operación FMA .
  1. ^ Todas las iGPU tienen la marca AMD Radeon Graphics .
  2. ^ ab Sólo se encuentra en Microsoft Surface Laptop 4 .
  3. ^ Modelo abc también disponible como versión PRO como 4450U, [54] 4650U, [55] 4750U, [56] lanzado el 7 de mayo de 2020.

Lucienne (serie 5000)

Características comunes de las APU para portátiles Ryzen 5000:

  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX
  2. ^ Sombreadores unificados  : unidades de mapeo de texturas  : unidades de salida de renderizado y unidades de cómputo (CU)
  3. ^ El rendimiento de precisión simple se calcula a partir de la velocidad del reloj del núcleo base (o potenciada) en función de una operación FMA .
  1. ^ Todas las iGPU tienen la marca AMD Radeon Graphics .

APU ultramóviles

En 2022, AMD anunció las APU ultramóviles Mendocino. [58]

Características comunes de las APU para portátiles Ryzen 7020:

  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX
  2. ^ El rendimiento de precisión simple se calcula a partir de la velocidad del reloj del núcleo base (o potenciada) en función de una operación FMA .
  3. ^ Modelo ab también disponible como versión optimizada para Chromebook como 7520C [60] y 7320C [61] lanzado el 23 de mayo de 2023


APU integradas

  1. ^ Sombreadores unificados  : Unidades de mapeo de texturas  : Unidades de salida de renderizado y unidades de cómputo (CU)
  2. ^ El rendimiento de precisión simple se calcula a partir de la velocidad del reloj del núcleo base (o aumentada) en función de una operación FMA .

CPU de servidor

Características comunes:

  • Zócalo SP3
  • Microarquitectura Zen 2
  • Proceso de 7 nm de TSMC para las matrices de cómputo, proceso de 14 nm de GloFo para la matriz de E/S
  • MCM con un chip de E/S (IOD) y varios chips de cómputo (CCD), dos complejos de núcleos (CCX) por chip de cómputo con hasta 4 núcleos y 16 MiB de caché L3 por CCX
  • DDR4-3200 de ocho canales
  • 128 líneas PCIe 4.0 por zócalo, 64 de las cuales se utilizan para Infinity Fabric en plataformas 2P
  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX

Consolas de videojuegos y otros equipos integrados

Véase también

Referencias

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