AMD Zen
mikroprocesorová mikroarchitektura společnosti AMD From Wikipedia, the free encyclopedia
Remove ads
AMD Zen je kódové označení mikroarchitektury procesorů společnosti AMD. První procesory Ryzen byly předvedeny na videoherním veletrhu E3 roku 2016 a jejich detaily byly uveřejněny na setkání v době Intel Developer Fóra 2016. První procesory nesou kódové označení Summit Ridge a byly oficiálně vydány na počátku března 2017. V červnu roku 2017 byly vydány serverové procesory Epyc a koncem července byly vydány procesory nižší střední třídy Ryzen 3. Vydání APU (levnějších procesorů) založených na architektuře Zen je očekáváno někdy v druhé polovině roku 2017.
Zen se značně liší od předchozí architektury Bulldozer. Je vyráběn 14nanometrovým výrobním procesem, při stejném výkonu má nižší spotřebu a zvládá více instrukcí za jednotku času. Podobně, jako je tomu u procesorů Intel s technologií hyper-threading, se každé fyzické procesorové jádro AMD Zen jeví programům jako dvě jádra, což umožňuje zvýšit víceprocesový a vícevláknový výkon. Díky použití socket AM4 mohou používat paměti DDR4. Zároveň využívají design systém na čipu, takže části pro řízení PCIe, SATA nebo USB jsou přímo na čipu, respektive v jednom pouzdře (Multi Chip Module). To zlepšuje rychlost a spotřebu energie, ale zvyšuje složitost a velikost čipů.
V červenci 2017 bylo oznámeno, že v srpnu vyjdou dva high-endové procesory nazvané Ryzen Threadripper (doslova trhač vláken). Dva modely budou mít 12 a 16 jader. Ty podle některých serverů poměrem cena/výkon výrazně překonávají procesory Intel Core i9.[3][4][5]
Remove ads
Architektura
Podle AMD byl při vývoji Zenu kladen důraz především na zvýšení výkonu jednotlivých jader. Základem je Core Complex (CCX), který se skládá ze čtyř dvouvláknových jader. Procesory s více než čtyřmi jádry mají tyto komplexy propojené technologií Infinity Fabric.[6] AMD také využívá efektivnější metodu vícevláknových procesorů – simultaneous multithreading – oproti té, kterou využívaly procesory Bulldozer a předchozí – clustered multi-thread.
Za jeden procesorový cyklus může vykonat každé jádro až šest mikrooperací (kombinaci 6 celočíselných mikrooperací a/nebo 4 s desetinnou čárkou). Vektorový procesor Zenu určený zejména pro výpočetní operace typu AVX a SSE je schopen najednou zpracovat čtyři až osm operací sčítání/odčítání (s desetinnými čísly) a zároveň stejný počet násobení (a/nebo násobení spojené se sčítáním/odčítáním). Vyšší hodnota platí pro jednoduchou přesnost (32-bitů), nižší pro dvojnásobnou přesnost (64-bitů).
Mikroinstrukční cache a další obvody umožňují CPU Zen vnitřně používat instrukce typu RISC (ev. VLIW), namísto CISC (x86) a také tím zvýšit výkon. Tato technologie byla v procesorech AMD použita již dříve, ale v architektuře Zen byla výrazně posílena.
Predikce skoků byla opět vylepšena, díky čemuž je provádění programů plynulejší a rychlejší.
Procesory Zen využívají mezipaměť ve třech úrovních, tj. L1, L2 a L3. Paměť L1 sahá od 384 KB u Ryzenu 3 po 768 KB u Ryzenu 7. Podobně kapacita paměti L2 se pohybuje od 2 MB po 4 MB. Konečně paměť L3 je 8 MB u Ryzenů 3 a 16 MB u Ryzenů 5 a 7. U procesorů Ryzen Threadripper by pak tato paměť měla být 32 MB.
AMD Zen využívá také provádění mimo původní pořadí (out-of-order execution) a spekulativní provádění instrukcí, což dále zvyšuje jeho výkon.
Virtualizace
Architektura AMD Zen přidává zabezpečení virtualizace pomocí technologie SME (Secure Memory Encryption) a SEV (Secure Encrypted Virtualization).[7] SME je šifrování paměti v reálném čase prováděné po jednotlivých stránkách paměti (šifrované stránky jsou označeny v tabulce stránek procesu). Šifrování probíhá na hardwarovém enginu AES a klíče jsou spravovány integrovaným „bezpečnostním“ procesorem (ARM Cortex-A5) při startu počítače (boot). AMD SME také činí obsah paměti odolnější vůči snoopingu paměti a útokům za studena (cold boot).[8][9]
Remove ads
Celkový výkon
Testovací čipy dosahují frekvencí 3 GHz (až 3,4 GHz), přičemž dosahují stejného nebo vyššího výkonu než procesor Intel architektury Broadwell-E ve stejné konfiguraci jader a o stejné frekvenci, což znamená, že problém s nízkým počtem instrukcí za jeden cyklus předchozí generace mikroprocesorů byl vyřešen. V porovnání s dřívější architekturou, 16-jádrovým procesorem Piledriver, je 8-jádrový Zen přibližně o třetinu rychlejší.[10][11]
Zatímco jednovláknový výkon architektury Zen od AMD je poněkud nižší než jednovláknový výkon současné architektury Intel, tak vícejádrový výkon je vyšší u procesoru AMD.[12] Přesto má Zen (Ryzen) na jednom CPU jádře o 52 procent vyšší počet instrukcí na 1 GHz taktu než u předchozí generace svých procesorů (AMD Excavator).[13][14] Druhá revize procesorů AMD Ryzen (Pinnacle Ridge) má téměř totožný výkon jako Coffee Lake.
Spotřeba
Firmě AMD se u připravovaných procesorů, kromě zvýšení počtu instrukcí na 1 GHz taktu, podařilo snížit spotřebu na úroveň srovnatelnou s příslušnými procesory Intel.[10][15][16]
Remove ads
Seznam desktopových procesorů
Všechny procesory podporují DDR4 paměť až do 2667 MHz; modely AMD Threadripper na čtyřech kanálech, všechny ostatní modely na dvou.
Procesory s označením PRO jsou určené pro firemní počítače. Podle AMD by měly disponovat funkcemi pro šifrování dat a bezpečnost obecně. Dalé také přidávají nové sady instrukcí, které usnadňují práci v administrativě, bezpečnosti a managmentu.[17][18]
Odkazy
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads