Главной подготовкой компании Advanced Micro Devices заключительных лет считается процессорная микроархитектура Zen. Организация AMD кладет серьезные надежды на свежие CPU и рассчитывает на то, что они помогут ей вернуть потерянные позиции на рынке индивидуальных ПК и компьютеров, повысить выручку и норму прибыли. В последнее время AMD начала открывать детали о новой микроархитектуре и отличительных чертах свежих платформ для ПК и компьютеров. Одной из значительных вех на пути свежих CPU на рынок стал анонс платного наименования свежих микропроцессоров, и презентация их работы на текущей неделе. Ниже мы попробуем коротко закончить то, что мы знаем о микроархитектуре Zen, и о микропроцессорах Ryzen на её основе.

Микроархитектура

Микроархитектура Zen считается первой целиком новой микроархитектурой AMD с конца 2011 года, когда организация продемонстрировала Bulldozer. Предпочтения при разработке заключительной отзывались полномочиям оперативного повышения тактовых частот, числа ядер (и в том числе за счёт применения 2-ядерных кластеров), и незаметному улучшению заключительных. Физическое воплощение Bulldozer первого и 2-го поколения показало, что эта микроархитектура не в состоянии снабдить сопоставимую с главным соперником мощность при схожем энергопотреблении, поэтому в 2012 году было решено отказаться от серьёзной доводки Bulldozer и сконцентрировать технические источники компании на подготовке важно новой микроархитектуры, которая получила название Zen.

Глава AMD представляет микропроцессоры Ryzen

AMD Zen сильно различается от Bulldozer в том, что же касается приоритетов. Джим Келлер (Jim Keller), основной зодчий Zen, установил перед создателями ядра цель предельно повысить число синхронно выполняемых инструкций (instructions per clock, IPC) без повышения употребляемой производительности. Такой подход исповедуется достаточно обширно, но его превосходства прекрасно объясняются микропроцессорами Эпл, когда микросхемы с 2-мя ядрами оставляют сзади соперников с 4-мя в многопоточных дополнениях. Конечно, «большие» ядра имеют собственные ограничения (габариты, тактовые частоты и т. д.), однако их превосходства перевешивают вероятные минусы.

Учитывая всё вышеупомянутое, логично, что ядро AMD Zen значительно различается от предшественников. С позиции аккуратных механизмов ядро Zen имеет 4 блока целочисленных операций (ALU) и 1 модуль операций с плавучей запятой (FPU) с 2-мя блоками телосложения (ADD) и 2-мя блоками увеличения (MUL). Осмотрительный читатель может обозначить, что число аккуратных механизмов в ядре Zen соответствует числу аккуратных механизмов в «двухъядерном» модуле Bulldozer. Работая в четах, обозначенные блоки могут совершать или 2 процедуры совмещённого умножения-сложения (fused multiply-accumulate, FMAC) за такт, или одну 256-разрядную аннотацию AVX.

Ядро AMD Zen

Но ключом к повышенной мощности сегодняшних CPU обычно считаются не только лишь значительные вычисляемые источники, но также и дееспособность микропроцессоров целиком использовать потенциал этих ресурсов. Чтобы иметь вероятность качественно скачать вычисляемые источники, ядро Zen применяет целиком свежий блок моделирования ветвлений, свежий дешифратор инструкций, свежую технологию кеширования внутри ядра с кешем декодированных микроопераций, увеличенное на 75 % окно планировщика инструкций, увеличенный в два раза аккуратный тракт (и перечисленное выше инвариантное повышение числа аккуратных механизмов), и иные усовершенствования.

Свежий блок предвестия переходов

Кроме всего остального, AMD упомянула, что свежий блок предвестия ветвлений базируется на аппаратной нейронной сети и считается обучаемым, другими словами он может делать мнения по поводу данных/инструкций, которые потребуются в скором времени (а потом грузить их в аналогичные кеши) не только лишь на базе аппаратно «заметанных» стандартов, но также и на базе теста действия дополнения. На этом раунде AMD не хочет поведать детали о механизмах изучения; отчего как раз они лучше, чем классические методы исчезновений, и как «обучаемый» блок исчезновений обеспечивает защиту от неправильных исчезновений (которые понижают мощность и повышают потребление). Все-таки, замечание устройств даёт неглубокое представление о размерах и характере перемен в ядре Zen сравнивая с предшественниками.

Блок предвестия на базе нейронной сети

Как передавалось, любое ядро Zen может состязательно совершать 2 потока синхронно, что призвано снабдить не менее действенную загрузку аккуратного тракта и специально повысить мощность на ватт. Объём кеш-памяти 2-го значения составит 512 Кб на ядро. Ядра Zen будут группироваться в кластеры по 4 ядра с 8 Мбайт делимого «виктимного» (victim) кеша 3-го значения. Так что, в микросхемах с количеством ядер не менее четырёх будут применяться 2 кластера. Аналогичная сборка упрощает образование многоядерных CPU для компьютеров, но попутно показывает на то, что AMD владеет нужной «обвязкой» для образования таких — скоростной внешней покрышкой, многоканальными контроллерами памяти и прочими элементами для таких механизмов.

Частоты и потребление

Возможности микроархитектуры считаются самой важной образующей мощности микропроцессоров. Но никак более важными считаются большие тактовые частоты при максимально вероятном энергопотреблении, что гарантируется как микроархитектурой, так и технологией изготовления микросхем. Для производства микропроцессоров на основе микроархитектуры Zen первой генерации будет использоваться система 14LPP с определенными доводками GlobalFoundries. Это большой шаг вперёд сравнивая с 32-нм и 28-нм техпроцессами GlobalFoundries и TSMC, которые применялись для предшествующих поколений APU и CPU подготовки AMD заключительные 5 лет.

Начиная с мобильных микропроцессоров Carrizo в 2015 году компания AMD вводила в собственные микропроцессоры комплект разных датчиков в целях снабдить вероятность работы технологии спортивного масштабирования усилия питания и частот микропроцессора (dynamic voltage and frequency scaling, DVFS). В истории с мобильными микропроцессорами система могла краткосрочно понижать усилие питания и частоту на применяемых отделах CPU, этим самым сберегая употребляемую производительность.

AMD Pure Power

По всей видимости, в микропроцессоры Ryzen на основе Zen будет введена новая модификация технологии DVFS, именуемая Pure Power. Детекторы Pure Power будут объединяться между собой с помощью технологии Infinity Fabric (что, судя по наименованию, намекает на «безграничное» число поддерживаемых механизмов), но перемены тактовых частот CPU будут реализоваться как наверх, так и вверх, с шагом 25 МГц благодаря технологии Precision Boost. Пока не понятно, будет ли заключительная жонглировать тактовой частотой всей микросхемы, автономных ядер (как это делает Intel Турбо Boost Max Technology 3.0) либо автономных отделов микросхем. Например, микропроцессоры Intel Core i7 Extreme Edition на основе ядер Broadwell-E могут понижать тактовую частоту на ядрах, занятых исполнением энергоёмких AVX-инструкций. Если б AMD удалось осуществить то же самое, однако при этом понижать частоты динамически, это дало бы превосходства микропроцессорам компании в ряде дополнений, задействующих AVX.

AMD Extended Frequency Рэйнж (XFR)

Содержание множества датчиков внутри процессорных ядер, дееспособность быстро приобретать с них данные и разбирать их в живую, и помощь технологии Precision Boost открывает AMD ещё 1 метод повысить мощность собственных CPU. Не является секретом, что очень многие энтузиасты применяют весьма современные системы остывания, способные разделять множество термической энергии. Например, великан Alpenföhn Olymp способен разделять до 340 Вт, производительные жидкостные системы остывания — 300+ Вт, но водянистый азот и того больше. Измеряя температуру микропроцессора, и динамику её перемен сравнительно закачки и тактовых частот, процессор Ryzen сделает вывод об применяемой охлаждающей системе и предпринять попытку повысить собственную тактовую частоту более объявленной для режима Турбо. AMD именует данную технологию Extended Frequency Рэйнж (XFR), не говорит, будет ли она поддерживаться всеми микросхемами Ryzen, или лишь наиболее мощными (по образцу Intel Турбо Boost Max Technology 3.0). На самом деле, AMD намекает на то, что Ryzen для настольных ПК сумеют форсировать себя сами в случае наличия заслуживающей системы остывания. При этом наиболее потенциальным считается план, когда XFR будет отключён для мобильных и серверных микросхем, так как повышение частот ведёт к повышению энергопотребления, что считается отрицательным для компьютеров и центров обработки данных.

В обозримые месяцы AMD предстоит ещё очень много поведать об архитектуре микропроцессоров Ryzen, об их возможностях распоряжаться частотами и другом. Все-таки, основной предпосылка AMD — явен. Одним из главных инноваций Ryzen будет вероятность предельно узкой опции частот для достижения предельной мощности и самого малого энергопотребления в любой точный момент времени.

Платформа

В полном соответствии с обычаями заключительных лет микропроцессоры AMD Ryzen в форм-факторе AM4 обретут определенные активные возможности, однажды свойственные комплектам логики. Известно, что микропроцессоры Ryzen будут иметь интегрированные контроллеры памяти DDR4, PCI Экспресс 3.0, NVMe, Serial ATA, SATA Экспресс и т. д. Перемещение помощи главного накопителя данных прямо в CPU снижает задержки при послании к мгновенным SSD, что несколько повысит совместную мощность системы. Что не менее принципиально, выделенные линии PCIe для твердотельных накопителей позволит использовать главные линии только для графических карт, что максимизирует максимальную мощность игровых ПК.

Платформа AM4 для микропроцессоров AMD Ryzen

Перевод главных перспектив ввода/вывода прямо в CPU также даёт вероятность отказаться от комплекта логики и предельно облегчить оперативные памяти для доступных ПК. Но вряд ли изготовители исходных плат решат воспользоваться данной перспективой при разработке платформ для Ryzen на основе кристаллов Summit Ridge. Микропроцессоры с 8-ю ядрами созданы для высокопроизводительных ПК с множеством накопителей, производительными картинными картами и т. п., для таких систем нет резона сберегать несколько десятков долларов США на оперативной памяти. Все-таки, микропроцессоры Равен Ridge с интегрированным графическим ядром, и дешевые Summit Ridge с 4-мя ядрами, в ряде всевозможных случаев вполне могут справиться и без дорогостоящего комплекта логики (к примеру, в случае применения в ПК класса всё-в-одном либо форм-фактора Mini-ITX).

Так как первые микропроцессоры рода AMD Ryzen будут нужны прежде всего для производительных игровых ПК, то и облачаться такие ПК будут аналогичными комплектами логики с состоятельными многофункциональными полномочиями вроде помощи USB 3.1 со скоростью передачи данных 10 Гбит/с и прочих. На данный момент организация AMD отказывается от не менее четкого изображения перспектив высокопроизводительных платформ AM4, однако показывает на предельные возможности модернизации и расширения, что считается особой чертой платформ Intel HEDT.

Первая оперативная память под AMD Ryzen… и не только лишь

Оперативные памяти AM4 для микропроцессоров Ryzen/Summit Ridge не были основной проблемой события AMD, поэтому организация не рвалась концентрировать на них внимание. Все-таки, в демонстрации для корреспондентов приводится фото исходной платы с гнездом AM4 для игровых ПК. По всей видимости, эта самая системная оплата в форм-факторе ATX в настоящее время применяется для презентации перспектив AMD Ryzen.

Так как эта оперативная память не была анонсирована официально, AMD предприняла попытку утаить компании-производителя и модель новинки с помощью чёрной изоленты и платформы Adobe Photoshop. Все-таки, ряд непрямых свойств рассказывают о том, что мы имеем дело с продуктом MSI среднего расценочного раздела, чьё положение готовности не так далеко от последнего: оплата экипирована «элегантными» радиаторами на комплекте логики и модуле регулятора усилия (voltage regulator module, VRM), и укреплённым разъёбог PCI Экспресс, однако всё ещё нуждается в каких-то заключительных штрихах (к примеру, в корпусировке контактов для USB на передней панели ПК, маркировке разъёмов DIMM и другой «парфюмерии»).

Оперативная память AM4

Что же касается самой платы, то у нас есть возможность увидеть достаточно непрезентабельный шестифазовый агрегат усилия питания микропроцессора, что характерно дешевым платформам. Среди портов ввода/вывода для задней панели ПК можно увидеть как 1 коннектор USB Type-C, так и DVI и D-Sub. Судя по всему, содержание разъёмов для включения дисплея говорит о том, что эта оперативная память с гнездом AM4 назначена не только лишь для микропроцессоров Summit Ridge, но также и для APU Равен Ridge с интегрированным графическим ядром.

Оперативная память экипирована 2-мя слотами PCI Экспресс x16, парой разъёмов PCI Экспресс x1 и 2-мя слотами PCI, что очень странно для передового ПК. Невзирая на содержание 2-ух архаичных разъёмов, на плате хорошо видно только 2 порта Serial ATA, 1 разъём М.2-22110 для твердотельного накопителя и 1 коннектор U.2 для ещё одного SSD. Мы не знаем, вероятна ли одновременная работа накопителей подключённых к М.2 и U.2 (так как мы не знаем число поддерживаемых этой платформой полос PCIe 3.0), однако даже 4 накопителя данных для производительного передового ПК непозволительно недостаточно, однако достаточно для системы на основе APU. Что же касается подсистемы памяти, то мы видим 4 разъёма для модулей, которые сохраняют до 64 Гигабайт DDR4, что считается стандартным для исходных плат ATX.

Основной вывод, который можно сделать смотря на системную оплату, продемонстрированную AMD, это то, что организация, по всей видимости, применяет многогранную платформу для микропроцессоров Summit Ridge и Равен Ridge для презентации первых. Сложно сообщить, обозначает ли это, что выпуск Равен Ridge не за горами (возникновение этой микросхемы трудно ждать раньше 2-й половины 2017 года), однако, как минимум, это значит, что потребление восьмиядерного микропроцессора AMD Ryzen на самом деле помещается в 95 ватт, что само считается значительным достижением.

Презентация и мощность

Событие New Horizon не стало первой общественной презентацией систем на основе Ryzen. В первый раз организация продемонстрировала работающий CPU на основе микроархитектуры Zen в начале августа 2014 г. Все-таки, оно стало первым, где AMD продемонстрировало работу Ryzen в типических дополнениях, а не в химических программах с открытым начальным кодом.

AMD Ryzen (Summit Ridge): 8 ядер, тактовая частота 3,4 ГГц, 20 Мбайт кеша, 95 Вт

Если в начале августа AMD показывала работу восьмиядерного CPU на основе Zen в платформе Blender, которая применяется при разработке трёхмерных мультипликационных кинофильмов, то на текущей неделе восьмиядерный микропроцессор AMD Ryzen на частоте 3,4 ГГц был применен для старта игр Battlefield 1, Doom, Star Wars: Battlefront, и дополнений Handbrake, Z-Brush и Key Shot.

Тем не менее, без Blender не обошлось и на этот раз: платформа применялась для рендеринга микропроцессора со знаком Ryzen. В последнем случае мощность AMD Ryzen уподоблялась с такой у системы на основе Intel Core i7-6900K (8 ядер, 3,2 ГГц), но сопоставление обнаружило образцовый соотношение при несколько большем энергопотреблении микросхемы AMD. Благостную иллюстрацию несколько помазал тот факт, что память Core i7-6900K работала в двухканальном режиме (при этом микропроцессор сохраняет четырёхканальный порядок работы). Такие же ПК применялись для транскодирования видео с помощью платформы Handbrake, также выявившей определенное превосходство Ryzen перед соперником (54 сек против 59 сек). Впрочем и Blender, и Handbrake демонстрируют соотношение между Ryzen и Core i7-6900K, необходимо осознавать, что, прежде всего, оба не считаются распространенными дополнениями среди безотносительного многих клиентов (тем не менее, плееры X264 и Х265 c открытым начальным кодом применяются далеко не только лишь в Handbrake); но во-вторых, считаются платформами с открытым начальным кодом, которые вполне могут быть оптимизированы (либо, напротив, деоптимизированы…) под точные CPU силами создателей заключительных. Следовательно, попытка теста итогов Blender и Handbrake в этом случае — далеко не самая самая лучшая мысль. Кроме всего остального, в процессе презентации AMD не делала упора на возможностях XFR (было бы разумно показать, как микропроцессоры Ryzen себя ведут под некрепким азотом), что может говорить о том, что пока эта вероятность действует не так, как того хочет AMD.

Итоги работы AMD Ryzen 3,4 ГГц и Intel Core i7-6900K в Handbrake

Что же касается старта игр, то организация не делала упора на мощности CPU, но рвалась показать, что свежие микропроцессоры Ryzen надежно работают на данных частотах и в том числе в играх. Принимая во внимание, что абсолютное большинство игр сегодня оттачиваются под распространенные четырёхъядерные Core i5/Core i7 (и которые оказываются лучше адаптированными к играм за счёт повышенной тактовой частоты, чем Core i7-6900K), то восьмиядерный Ryzen вряд ли продемонстрирует в них все собственные возможности (если микропроцессоры Ryzen не могут селективно форсировать N ядер из 8 при обнаружении рабочей перегрузки для N ядер).

Любопытно обозначить, что в процессе презентации микропроцессоров Ryzen AMD в первый раз продемонстрировала большой аудитории работу собственной производительной видеокарты нового поколения на основе микропроцессора Greenland (Vega) с 8 Гигабайт памяти HBM2 (т. е. были применены не анонсированные официально микросхемы 2Hi ёмкостью 2 Гигабайт), которая непонятно почему работала на тактовой частоте 500 МГц. Пониженные тактовые частоты памяти характерны прежде всего вычисляемым ускорителям, где объём памяти играет огромную роль, но пропускная дееспособность — наименьшую. В истории с игровыми картинными картами есть максимальный необходимый объём памяти, при этом увеличение пропускной возможности всегда ведёт к повышению мощности в больших разрешениях с использованием сглаживания. В AMD приняли решение несколько замедлить работу видеокарты нового поколения: вероятно, чтобы мешает главному сопернику возможности изучить возможности свежих GPU, которые показывались в играх Doom и Star Wars: Battlefront в разрешении 4K (3840 × 2160). В любом случае, в 2016 г ожидалось, что Greenland будет передовой видеокартой AMD в 2018 году, но организация приняла решение вынести его анонс на начало 2017 года. Принимая это во внимание, показ Greenland прошел значительно позднее предполагаемых первоначально сроков.

Что же касается сроков возникновения на рынке микропроцессоров Ryzen, то организация AMD гарантирует начать реализации данных микросхем в I квартале. Причём, со слов Лизы Су (Alice Su), директора AMD, «скорее всего, чем вы полагаете». Обозначает ли это, что новинки появятся на рынке в начале января, а не в начале марта — сложный вопрос.