AMD Ryzen

AMD Ryzen – seria wielordzeniowych procesorów firmy AMD dla komputerów stacjonarnych i laptopów opartych na mikroachitekturze Zen. Wraz z procesorami wprowadzono nowe gniazdo AM4. Pierwsze procesory z tej serii miały premierę 2 marca 2017 roku^[1].

AMD Ryzen

Premiera	2 marca 2017
L1 cache	32 – 96 kB na rdzeń
L2 cache	512 kB na rdzeń
L3 cache	4 – 96 MB (Ryzen) 16 – 256 MB (Ryzen Threadripper)
L4 cache	brak
Architektura	Zen
Proces technologiczny	14 nm (Zen) 12 nm (Zen+) 7 nm (Zen 2) 7 nm (Zen3) 6/7 nm (Zen 4)
Poprzednik	AMD FX
Gniazdo(a)	AM5/AM4/Socket SP3/Socket sWRX8/Socket sTRX4/Socket TR4

Historia i opis

AMD Ryzen 7 3700X "Matisse"

W procesorach Ryzen zastosowano inną koncepcję wielowątkowości niż w rodzinie AMD FX. Zamiast klastrowej wielowątkowości (CMT), w której dwa rdzenie zespolono w moduł dzielący niektóre zasoby i jednostki wykonawcze, w Zen wykorzystano pewną formę SMT, którą wykorzystuje także większość współczesnych procesorów (np. wszystkie układy Intela poza Atomami).

Układ przewidywania skoków w Zen korzysta z mechanizmu perceptronowego jako jednego z elementów pomagających w decyzji. Zastosowanie perceptronu do przewidywania skoków zostało opisane w literaturze naukowej kilkanaście lat temu, ale Zen to pierwszy potwierdzony przypadek użycia sieci neuronowej w praktyce.

Zestaw instrukcji procesorów Ryzen został rozszerzony o przydatne instrukcje znane z procesorów Intela m.in. RDRAND i RDSEED (do generowania liczb losowych), instrukcje przyspieszające szyfrowanie algorytmami wykorzystującymi funkcje SHA oraz tryby ograniczonego dostępu do pamięci SMAP i SMEP. Dodano też kilka nowych instrukcji zaprojektowanych specjalnie dla Zen, dotyczących pamięci podręcznej: jedną można wyczyścić całą linię cache, druga umożliwia łączenie 4-kilobajtowych stron w 32-kilobajtowe. Obie mogą posłużyć głównie do optymalizacji wydajności, o ile oprogramowanie i system operacyjny ich użyją.

Schedulery i jednostki wykonawcze procesorów Ryzen przynoszą następną sporą różnicę względem poprzedników. Mikrooperacje trafiają do sześciu osobnych schedulerów, po jednym dla każdej z czterech jednostek arytmetyki stałoprzecinkowej i dwóch jednostek generowania adresów. Sześć jednostek wykonawczych to podobna ilość jak w procesorach Intela opartych na mikroarchitekturach Haswell i Skylake – te mają jeszcze trzecią jednostkę generowania adresów. Każdy scheduler śledzi 14 instrukcji – w sumie 84 instrukcje, prawie dwa razy więcej niż w procesorach poprzedniej generacji.

W odróżnieniu od jednostek ALU w procesorach Intela w Ryzenach wszystkie są symetryczne – mają takie same możliwości wykonywania instrukcji i nie są wyspecjalizowane.

Procesory AMD Ryzen mogą prowadzić jednocześnie dwa wątki dzięki technice SMT, co jest notabene identyczną techniką jak Hyper-threading w procesorach Intela. Technologia powoduje, że niemal wszystkie zasoby procesora są dostępne dla obu wątków. Technologię SMT można wyłączyć w UEFI niektórych płyt głównych.

12 lutego 2018 roku miała miejsce premiera jednostek Ryzen 3 2200G i Ryzen 5 2400G, które w stosunku do starszych modeli otrzymały zintegrowane układy graficzne (odpowiednio RX Vega 8 i RX Vega 11)^[2].

W kwietniu 2018 roku wydano odświeżone jednostki AMD Ryzen oparte na mikroarchitekturze Zen+. Procesory zostały wydane w nowym 12 nanometrowym procesie technologicznym co pozwoliło zwiększyć taktowanie przy jednoczesnym obniżeniu napięcia zasilającego procesor. Ulepszono również układy zarządzające energią i taktowaniem^[3].

11 czerwca 2019 roku miała miejsce premiera jednostek Ryzen 3 3200G i Ryzen 5 3400G, które zastąpiły w ofercie swoich poprzedników z lutego 2018 roku. Nowe procesory, podobnie jak poprzednicy względem zwykłych modeli posiadają zintegrowany układ graficzny z tym że w porównaniu z poprzednikami zostały oparte na mikroarchitekturze Zen+ w 12 nanometrowym procesie technologicznym^[4].

7 lipca 2019 roku wydano jednostki Ryzen oparte na mikroarchitekturze Zen2, wykonane w 7 nanometrowym procesie technologicznym. Oprócz tego zmiany objęły również m.in. odczuwalne zwiększenie współczynnika IPC, obsługę PCI-Express 4.0, a także znaczne zwiększenie pamięci cache L3^[5].

Przy okazji premiery Ryzenów trzeciej generacji wydano także nową linię Ryzen 9, której model 3900X jako pierwszy procesor konsumencki posiada 12 rdzeni^[6], 25 listopada tego samego roku wydano jeszcze Ryzena 9 3950X, który tym razem otrzymał aż 16 rdzeni^[7]

W czerwcu 2020 roku miały premierę jednostki Ryzen 3000 z dopiskiem XT, konkretnie modele 3600XT, 3700XT oraz 3900XT, które są bezpośrednią odpowiedzią na jednostki oparte na mikroarchitekturze Comet Lake od Intela. Zmiany zostały ograniczone do podniesienia taktowania procesorów^[8], niestety nowe procesory otrzymały znacznie wyższe ceny w stosunku do równolegle oferowanych poprzedników^[9].

21 lipca 2020 roku zadebiutowały jednostki Ryzen 4000G czyli jednostki oparte na mikroarchitekturze Zen2, z tym że ze zintegrowanym układem graficznym. Modele występują także w wersji "GE" z TDP obniżonym z 65 na 35 W. W porównaniu do poprzedników 3200G i 3400G znacznie wzrosła wydajność samych jednostek, jednak spadła wbudowanych w nie zintegrowanych kart graficznych^[10].

Lista procesorów AMD Ryzen

Osobny artykuł: Lista procesorów AMD Ryzen.