另一方面,AMD Ryzen 5000 系列桌上型處理器從主要競爭對手贏得「最佳遊戲處理器」頭銜,這不僅僅是 Zen 微架構發展以來的多核心 / 多執行緒策略奏效,也是首次單核心 / 單執行緒效能勝過主要競爭對手。 正所謂「外行看熱鬧,內行看門道」,效能數字比一比很簡單,Zen 3 微架構改進才是這一切的基礎。 AMD 在 E3 正式開展前夕,於美國加州洛杉磯舉辦 Next Gaming Horizon Tech Day,提供第 3 代 Ryzen 桌上型處理器的詳細資訊,也正式宣布眾所期待的主流平台 16 核心 32 執行緒 Ryzen X 將於 9 月推出。 不過在此之前,先讓我們了解 Zen 2 微架構與 Zen / Zen+ 的相異之處。 在過去很長的一段時間中,AMD一直無法在桌上型處理器的單核心效能領先Intel,只能靠著在單一處理器封裝塞入更多核心,以及設定較低的價格,與對手在市場相互拼搏,然而AMD卻透過Ryzen 5000系列處理器反轉此一情況,就讓我們一起來看看Zen 3架構的改變之處。
第 3 代 Ryzen 桌上型處理器內部依舊採取實體 4 核心形成 1 個 CCX 的方式,1 個 CCD 晶粒則包含 2 個 CCX,其中 L3 快取容量倍增,由單核心 2MB 調整成 4MB,並依舊是 victim cache 架構。 AMD Zen 2 架構負責存放近期指令解碼的 OP 快取,從 2,048 個條目升級成 4,096 個條目,如此看來 AMD Zen2 前端將更倚重近期執行指令的重複性,直接從 OP 快取輸出微運算,比直接從 x86 指令解碼更有效率。 Zen2 x86 指令解碼與 OP 快取每個時脈週期輸出量與 Zen / Zen+ 相同,分別為解碼 4 個指令和 8 個微運算進入微運算佇列,微運算佇列每個時脈週期最多可配發 6 個微運算進入執行階段。 配套的晶片組更新至400系列,不過原先300系列的通過AGESA EFI韌體更新後(若廠商提供)也可以使用基於Zen+的處理器。 如果龙芯想要进入商用服务器市场,那么在软件生态适配方面也要下功夫,单颗硬件性能是无法站稳商用市场的。
▲ 由於處理器核心和記憶體控制器分屬 CCD 和 I/O 晶粒,因此 L3 容量翻倍能夠補充存取記憶體效能損失。 ▲ Windows 10 May 2019 作業系統並安裝最新晶片組驅動程式,可讓作業系統理解第 3 代 Ryzen 桌上型處理器系列的核心拓樸,以便最佳化工作排程器。 UEFI CPPC2 也讓處理器時脈調整延遲從約 30ms amd zen2 降低至 1~2ms。
amd zen2: 效能表現
在 2019 CES, AMD展示了第三代 Ryzen 工程預覽處理器,單個裸晶塊(Chiplet)包含了8個核心 16執行緒 。 在 Computex台北電腦展 2019,AMD透露 Zen 2 桌面平台(Matisse)的單個裸晶塊最高將有12核心,而在 E 中又宣稱將會有16核心。 美國當地時間 10 月 8 日,AMD 正式宣布推出 Ryzen 5000 系列桌上型處理器,於提升 IPC 19% 的背後,提到 Zen 3 微架構能夠提供更寬的整數、浮點數執行路徑,更佳的記憶體存取效能,甚至是「zero bubble」不會產生閒置空泡的分支預測準確度(絕大多數情況啦)。 Ryzen Mobile 2000系列處理器全數使用「Raven Ridge」晶片,含一個CCX(有4個CPU核心),BGA封裝的Socket FP5,支援雙通道記憶體,內建GPU,部分型號還不會開啓同步多執行緒。 在執行引擎部分,新架構的設計目標為縮短延遲並加大架構以提高指令等級平行化(ILP,Instruction-Level Parallelism)的能力,在整數資料取用器、整數窗口、浮點數通道寬度、浮點數乘積累加運算等部分也都進行最佳化與效能提升。
AMD 推出 Raven Ridge 時,已大致解說 Zen 微架構的內部構造,Zen+ 則是在記憶體階層的效能改善些許,降低 Zen 快取、記憶體存取延遲較高狀況,因此也讓 Zen+ 在微架構並未修改的情況下,IPC 效能硬是比 Zen 微架構多一些。 Zen 2 微架構目前看來是 Zen / Zen+ 的補完版,加強容易被對手拿來說嘴的部分。 目前英特爾主要以製造工藝優勢和預設高時脈優勢與AMD拉開差距,為維持x86處理器的效能領導地位,英特爾推出了Core i9系列,市場定位相當於以往的Core i7極致版,但規格更為誇張(特別是時脈參數上,儘管耗電和發熱量上也有所增長)。 針對企業級市場打造的EPYC,則在巨量資料處理以及高效能運算上樂勝英特爾的Xeon系列,但是在資料庫處理方面則不敵對手。 虽然这种设计方式看起来简单且粗暴,但是设计合理,那么就可以轻松提升单颗处理器的性能上限。 当然,缺点也是明显的,一方面是双核封装会带来功耗的飙升,另一方面则是封装体积过大,不适用于普通民用市场。
amd zen2: AMD:Navi 與 Zen 2 使用 7nm,Zen 3 處理器架構則是 7nm+
XFR,全稱eXtended Frequency Range,動態時脈擴展,在散熱條件允許的情況下盡可能將時脈和電壓(必要時)提升至超過Precision Boost所能提供的時脈加速幅度,但是這個功能需要主機板晶片組提供支援。 AMD Zen是AMD於2016年中發表的x86-64微架構,接替Bulldozer微架構及其改進版本。 Zen微架構有兩種晶片,一種是代號「Zeppelin」的八CPU核心晶片,一種是代號「Raven amd zen2 Ridge」四CPU核心+GPU的晶片。 )開發並推出市場的x86微處理器系列,是AMD Zen微架構的微處理器產品之一。 其純CPU產品線於2017年3月上市販售,以Ryzen為品牌命名的APU產品線於2017年10月上架。
目前出貨的Zen微架構的處理器均為GlobalFoundries在美國紐約州的Fab 8廠製造,製程工藝技術來自GF與三星電子旗下晶圓廠合作的14nm LPP。 受制於GF的生產能力,AMD在2017年初以一億美元的代價修訂與GF的合同,不再排除讓三星、台積電代工製造的可能,不過這將在未來的7nm製程節點上開始。 在龙芯的计划中,7000系列将会提供单个24-32核的3D7000和48-64核的3E7000,后者或将由两颗3D7000组合而成,届时性能或许将可以持平国外主流服务器处理,使得中低端服务器的搭建不再依赖于国外产品。 而在更久远的7000系列处理器规划中,龙芯希望可以借助7nm工艺将处理器的IPC性能推进到Zen3和12代酷睿处理器的水平。 虽然从现在看来八字还没一撇,但是已经初步验证了架构的可行性,只要相关制程工艺跟上就有机会实现这个目标。 此外,龙芯的产品计划中,3C6000将会达到更高的IPC性能和主频,甚至可以真正匹敌Zen2架构的AMD EPIC处理器,想要做到这点,意味着3C6000的主频至少需要提高到2.5GHz,对于龙芯来说是一个艰难的任务。
amd zen2: 處理器列表
外部合作方面,超微以2.93億美金賣給中科海光的x86架構CPU使用,不過預計不會提供後續型號的授權。 Zen+微架構的處理器使用了GlobalFoundries的「12奈米」LP(Leading Performance)工藝製作,該製程工藝實際上是同廠14奈米LPP工藝的改良版,重在提高單位面積下電晶體的數量(即同等電路下減少晶片面積),而Zen+相較於Zen而言沒有大變動,電晶體數量也是幾乎一樣。 從多數媒體的首發效能評測而言禪架構比起推土機架構獲得了廣泛的好評,首發產品Ryzen 7系列的每個CPU核心的效能及多執行緒效能已經達到Intel Haswell/Boardwell微架構在同時脈下的水準,能源效率則更佳,多執行緒的需求是Ryzen的優勢,其競爭對手的處理器產品採用舊一代的架構時的預設時脈也不會如此高。 不過,也由於處理器本身的多晶片模組設計,相當於一顆NUMA結構的4路處理器平台,需要軟體開發做更進一步的針對NUMA結構的最佳化調適,尤其於工作站用途時,不過市面上並不缺少NUMA的使用範例,Intel在企業級平台上也是大量使用。 最高規格是核心代號「Naples」的多晶片模組,由4顆8核心16執行緒的處理器晶片做在一塊處理器PCB上,所以一共擁有4×8個CPU核心,4×16執行緒,晶片之間採用Infinity Fabric連接。 處理器採用Socket SP3 LGA封裝,支援雙處理器,每顆處理器支援八通道DDR4記憶體(由每顆晶片提供雙通道支援),每顆處理器擁有高達64條PCIe amd zen2 3.0通道,處理器之間也使用Infinity Fabric連接。
而負責查找記憶體分頁表,將虛擬位址對應實體位址的 page table walker,亦從 Zen 2 的 2 個提升至 6 個。 Zen 3 前端擷取、解碼、分支預測帳面規格變更不大,但為提升 IPC 貢獻不少,強化擷取速度、提升分支預測成功機率與頻寬、降低分支預測失敗後的回復延遲、微指令快取傳輸速度更快,與指令快取之間的切換速度亦隨之增加。 Valve 發表,將於 2021 年 12 月推出搭載 AMD Zen 2 APU、16GB 記憶體與 7 吋 1280×800 液晶螢幕、可遊玩 Steam 平台遊戲的可攜式遊戲 PC「Steam Deck」,價格 399 美元起,折合新台幣約 元起。 8核心處理器的晶片面積最大為192平方毫米,48億個電晶體,8核心型號的正式產品步進版本為B1。 而8核心以上的處理器型號採用多晶片模組的方式,將兩顆8核心的晶片拼接在一塊PCB基板上。
amd zen2: 基於 Zen 4 微架構
当然,我知道现在谈龙芯的商用发展还为时尚早,龙芯目前更多的是服务于政府等对国产化要求高的行业和领域,对于商业公司来说没有必要也不需要采购龙芯来设计部署服务器。 在服务器等专业领域,失去了专业软件的支持基本上就失去了主流市场,这也是ARM处理器即使在能效比等方面表现出色,依然无法抢占x86市场的原因,许多专业软件都仅仅针对x86架构做了优化,如果想通过编译等方式使其运行在新环境下,会面对性能损失、稳定性下降等问题。 首先,龙芯使用的并非x86架构,而是一个全新的自研处理器架构,意味着大量的主流专业软件都将无法正常运行在龙芯的处理器环境中。
- 2017年中發表的AMD Epyc系列,取代Opteron成為AMD面向企業應用(特別是雲端運算)的企業級CPU系列,並且可作為無需南橋晶片的半SoC化產品。
- 虽然这种设计方式看起来简单且粗暴,但是设计合理,那么就可以轻松提升单颗处理器的性能上限。
- 玩家可以像登入 PC 的 Steam 一樣,存取自己收藏與最愛的遊戲,隨身攜帶隨時遊玩,同時享用 Steam 提供的便利功能,包含聊天、通知、雲端存檔、遠端遊玩、商店與社群。
- 根據目前的爆料訊息,行動版的 Ryzen 5000 系列 APU 將會混搭 Zen 3 架構處理器,以及上一代 Zen 2 架構處理器。
- Zen微架構有兩種晶片,一種是代號「Zeppelin」的八CPU核心晶片,一種是代號「Raven Ridge」四CPU核心+GPU的晶片。
- ▼ Zen 3 浮點數元區塊提升配發、issue 頻寬,降低 MAC 運算延遲至 4 個時脈週期,並將 F2I、儲存單元獨立出來。
- 相對而言,L2 快取則沒有變化,與 L1、L3 的傳輸頻寬不變、512KB 容量不變、8-way 不變。
不過隨著2017年3月、4月的數次AGESA韌體的更新,已經大有改善,最高能支援至DDR4-3200規格。 微架構的下一代微架構的代號 ,使用TSMC7nm製程製造 ,作為第三代Ryzen處理器的微架構。 在2019Computex台北電腦展, AMD 2019年7月7日正式發布(桌面平台)。
傳新款 Exynos 處理器下月有望登場 繼 Apple 推出 M1 讓 ARM 架構的處理器大方異彩後,其他廠商也積極的推出自研 ARM 晶片,例如 Googl…… AMD Ryzen 4000系列筆記型電腦處理器採用Zen 2微架構微架構,整合圖形處理器,採用全新Socket FP6插槽,但不支援PCIe 4.0。 不過,儘管仍維持不鎖定處理器倍頻的設定,對 Ryzen X 的實測表明其本身的可超頻空間不高,在主動空氣冷卻的情況下也很難達成 4.5 GHz以上的時脈,然而此時的 CPU 核心電壓已經處於危險等級。 而對手 Intel 的 Core i7 8700K 預設就高達 4.7GHz 的 Turbo Boost 加速時脈,儘管它也必須大幅強化供電及散熱組件(一般需要液冷套件)方能達成超頻至 5 GHz 的結果。 有趣的是,Ryzen X 對決 Core i9-9700K 採用耗電量與運作廢熱相比,前者在 Cinebench R20 多執行緒較快產出運算結果,平均平台耗電量為 138.65W,Core i9-9700K 卻是 158.5W,產出的廢熱也比 Ryzen X 更多。 整體而言,Zen 2 微架構 IPC 效能相較 Zen 微架構平均成長 15%,已可比擬 Intel Coffee Lake 微架構;Cinebench 單執行緒效能略為超越,多執行緒效能更不用多說,自從 Zen 微架構發表以來,一直都是 AMD 的強項。
三星、AMD 旗艦手機晶片跑分成績驚人 於今年(2021)1 月被三星(Samsung)證實與 AMD(超微)合作開發的 Exynos 2200 處理器將有機會…… ▲ AMD X570 晶片組主機板 UEFI 統一導入超頻頁面,讓不同廠牌主機板能夠擁有一致性的操作介面。 2019年5月26日,AMD 宣布了6款 Zen 2 桌面處理器,包括: 6核 Ryzen 5 和 8核 Ryzen 7 產品線,以及新產品線第一條12核和16核 Ryzen 9 主流桌面處理器。
amd zen2: 設計
使用帶Indirect Target Array的散佈型感知器的增強型分支預測,類似於Bobcat微架構的,AMD工程師Mike Clark稱其可與類神經網路相比;其優勢是對於幽靈漏洞的防範能力較佳。 “特别声明:以上作品内容(包括在内的视频、图片或音频)为凤凰网旗下自媒体平台“大风号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储空间服务。 在实测性能方面,官方给出了单路和双路的SPEC CPU2006 Base测试结果,在实测中单路得分超过400,双路得分超过800,在完整的四路配置下,预计SPEC CPU2006 Base分数可以达到1600分,基本上与英特尔的至强E V4性能持平。 Steam Deck 預定 2021 年 12 月起在全球各地開始出貨,64GB 款式價格 399 美元,256GB 款式價格 529 美元,512GB 款式價格 649 美元。 AMD 兩張 RX 6600 新顯卡現蹤 根據外媒《Videocardz》報導,AMD(超微)下一款基於 RDNA2 架構的新品意外的曝光,報導指出 AMD 預計…… AMD 公版 RX 6600XT 顯卡渲染圖曝光 如無意外,AMD(超微)準備在今年(2021)發布兩款目標中階遊戲市場的 Radeon RX 6600 XT 與 Rad……
提升快取容量是個雙面刃,雖然能夠提升 cache hit 成功率,不必從更慢的系統記憶體載入資料,但是也會增加 L3 存取延遲(Zen 2:39 個時脈週期、Zen 3:46 個時脈週期)。 只是 AMD 在這方面應該經過測試評估,增加 L3 快取容量所增加的延遲,相對透過 Infinity Fabric 存取其它 CCX 的 L3 快取延遲更有利。 「Steam Deck」是一款造型類似 Nintendo Switch 的可攜式遊戲 PC,搭載整合 4 核心 8 執行緒 Zen 2 CPU 與 8 個 RNDA2 CU 的整合處理器,可提供最高 1.6TFLOPS 的圖形處理效能。 配備 5.5GT/s 的 16GB LPDDR5 記憶體,64GB、256GB 或 512GB 儲存空間,1280×800 60Hz 的 7 吋觸控式液晶螢幕。 這次第 3 代 Ryzen 桌上型處理器系列,又再次導入新的拓樸,單一 CCD 內含 2 個 CCX,但是 CCX 和 CCX 之間需要透過與 amd zen2 I/O 晶粒連結的 Infinity Fabric 溝通。 Windows 10 May 2019 與隨之更新的晶片組驅動程式,已可為第 3 代 Ryzen 桌上型處理器系列拓樸最佳化,一組相關聯的執行緒將會盡量維持在同一 CCX 執行。
amd zen2: 基於 Zen 3 微架構
如果 AMD 真的在明年推出雙架構的行動版 Ryzen 5000 系列 APU,也許玩家們在採購筆電上還得多一分煩惱。 緊跟在 14nm FinFET 製程的 Zen 處理器架構後,AMD 會端出 Zen 2 與 Zen 3 處理器架構,兩款架構的製程也會提升。 Steam Deck 左右配置固定式不可拆卸的控制器,除了提供標準遊戲控制器的方向鍵、雙類比搖桿、A / B / X / Y / L1 / L2 / L3 / R1 / R2 / R3 等按鍵之外,正面左右還各配置 1 組小型觸控板,支援 HD 觸感回饋。 三星、AMD 聯手的「手機晶片」效能跑分出爐 據知名爆料客《Ice Universe》的說法,搭載 AMD RNDA2 技術的 Exynos 處理器在顯示效能方面將比……
第 3 代 Ryzen 桌上型處理器系列排排站與 Intel 競品比較,是一定要上演的戲碼,Ryzen X 對上 Core i9-9900K、Ryzen X 對上 Core i9-9700K、Ryzen X 對上 Core i5-9600K 均可提供相同的遊戲表現,但多執行緒運算效能卻更佳。 前面談到 L3 快取容量加倍對效能的影響,在第 3 代 Ryzen 桌上型處理器系列的效能成長幅度比起換裝 DDR 記憶體更有效。 下圖闡明兩者之間的關係式,記憶體從 DDR-2666 換裝 DDR4-3600,多個遊戲效能提升幅度在 5%~10% 之間,但 L3 快取容量翻倍卻可提供 10%~21% 效能漲幅。 當初 AMD Zen 微架構推出之時,由於採用 4 個實體核心共組 1 個 CCX,每個晶粒共有 2 個 CCX 的組合方式,顛覆一般消費級產品處理器核心地位對等情形,CCX 和 CCX 之間的頻寬較小、延遲較大,類似於雙處理器插槽的拓樸,若是作業系統未能替此類構造最佳化,很容易因為資源調用欠周詳,最終導致效能不彰。
傳三星晶片研發團隊將重新改組 先前曾有消息傳出三星(Samsung)將關閉內部的處理器(CPU)研發部門,意味未來可能不再推出新款 Exynos 處理…… 以上標出的加速時脈均為Precision Boost開啟,XFR關閉時的數值,若主機板支援XFR開啟的話加速時脈會比清單中的加速時脈數值更高一些。 ▲ Zen 2 微架構將透過硬體修復與作業系統/虛擬機管理員合作方式,修復 Specture 和 speculative store by pass 兩大安全性漏洞。 ▲ Zen 2 分支預測器改用 TAGE 形式,OP 快取從 2,048 個條目升級成 4,096 個。 2017年5月17日AMD在財務分析報告會上宣布,基於Zen微架構的伺服器/工作站用CPU,另立Epyc品牌取代原來Opteron品牌。
amd zen2: IPC 效能提升 19%!AMD x86 處理器 Zen 3 微架構改進詳解
第 3 代 Ryzen 桌上型處理器封裝 CCD 晶粒,交由台積電 7 奈米製程製造已是大家所知的事情。 在此節點技術,單位面積電晶體數量可提供相較於前一代 2 倍密度;若是將 2 代製程技術耗電變量固定,7 奈米可提供 1.25 倍效能,若將效能固定,7 奈米耗電量僅有一半。 AMD 以 4 大面向整理第 3 代 Ryzen 桌上型處理器的進步之處,包含晶圓技術、設計、安全及 Infinity amd zen2 Fabric。 Zen 2 微架構和 2 年前的 Zen 微架構相比,IPC 效能增加 15%,AMD 強調高於業界平均水準所能提供的漲幅。 這些改進使得Zen+相較於Zen而言同時脈下每時鐘週期能處理多3%的指令數量,最高時脈也有6%的提升,最終大約取得10%左右的效能提升。 早期Ryzen系列的DDR4記憶體支援度有相容性問題,記憶體只能以較低的速率、時序參數運行。
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