Процессоры amd zen. Подробнее об особенностях микроархитектуры AMD Zen. Новые мобильные Ryzen с графикой Vega

Для нового поколения CPU AMD вновь использовала архитектуру Zen, которой теперь исполняется один год, но она была оптимизирована во многих областях. Поэтому AMD назвала новую архитектуру Zen+. Добавьте к этому и немного уменьшенный техпроцесс, то есть новое поколение Ryzen по терминологии Intel "тик-так" нельзя отнести ни к "тику", ни к "таку".

12 нм вместо 14 нм, DDR4-2933 вместо DDR4-2666

Еще после представления APU Raven Ridge стало понятно, что AMD перейдет на более скоростную память. Как и в случае APU, новые процессоры Ryzen поддерживают DDR4-2933 вместо DDR4-2666 первого поколения. Впрочем, на самом деле это не так и важно, поскольку неофициально процессоры работают и с более скоростной памятью. Что положительно сказывается на производительности, но об этом мы поговорим чуть позже. Впрочем, следует помнить, что некоторые комбинации режимов либо невозможны, либо ограничены. Стоит обращать внимание не только на частоту памяти, но и на структуру планок (одно- или двуранговые) и число модулей. Как и раньше, процессоры поддерживают двухканальный режим работы.

AMD почти не раскрывает детальные отличия между Zen (Summit Ridge)/Zen 1.5 (Raven Ridge) и Zen+ (Pinnacle Ridge). Разве что упоминаются "целевые улучшения", направленные на уменьшение задержек. Для кэша L1 задержки снизились примерно на 13%, для кэша L2 - на 34%, для кэша L3 - на 16%. Задержки при работе DRAM снижены на 11%. Также увеличился рейтинг IPC (Instructions per Cycle), то есть число выполняемых инструкций за такт. Zen+ показывает прирост на 3%.

Переход с 14-нм на 12-нм техпроцесс (12LP) привел к увеличению производительности транзисторов. AMD указывает прирост на 10-15%. Что позволило повысить тактовые частоты на 300 МГц с одновременным снижением напряжения ядер CPU на 50 мВ. По сравнению с Summit Ridge это должно привести к 10-15% снижению энергопотребления при равных тактовых частотах. Как видим, и здесь революционных изменений ждать не приходится, все же переход с 14 на 12 нм не такой существенный. Серьезные изменения нас ждут в следующем году с поколением Zen 2.

Но AMD приготовила кое-что еще. По крайней мере, в случае процессоров Ryzen 7 2700X и Ryzen 5 2600X: если все ядра нагружаются одновременно, тактовые частоты все равно остаются около планки 4 ГГц. В случае предшественников такой подход работал только с нагрузкой на одно ядро. В наших тестах мы действительно наблюдали подобное поведение, частоты во многих случаях были около планки 4 ГГц. Уже одно это приводит к тому, что вычислительная производительность оказывается выше, чем у предшественников.

Однако все имеет свою цену: Ryzen 7 2700X получили более высокий TDP 105 ВТ, хотя у Ryzen 7 1800X он был ограничен 95 Вт. В случае Ryzen 5 2600X тепловой пакет оставлен прежним - 95 Вт. Процессоры Ryzen 7 2700 и Ryzen 5 2600 более экономичны, они потребляют не более 65 Вт.

Как и в случае первого поколения, у новых процессоров распределитель тепла припаивается. AMD вновь использует припой на основе сплава индия. Если верить компании, такой подход увеличивает затраты, но обеспечивает более эффективное отведение тепла. По сравнению с другими решениями, температура ядер должна быть примерно на 10 °C ниже.

Zen+ использует знакомую архитектуру

Некоторое время назад утекла информация о том, что , что вызвало вопросы о номенклатуре CPU. Ясности с нумерацией пока нет, поскольку сама AMD в своей документации постоянно перескакивает с одной номенклатуры на другую. Первое поколение Ryzen опирается на архитектуру Zen 1, здесь вопросов нет. Но вот Raven Ridge иногда называются как Zen 1.5, а вышедшие сегодня процессоры Ryzen второго поколения - как Zen+. Между тем пользователи часто говорят о втором поколении как Zen 2. А процессоры Ryzen x 3xxx в таком случае вполне логично должны называться Zen 3.

Однако не следует забывать, что второе поколение процессоров Ryzen базируется на архитектуре Zen, представленной в прошлом году. Пусть и с упомянутыми выше оптимизациями. Что хорошо видно по числу транзисторов - оно осталось на прежнем уровне 4,8 млрд.

Конечно, отличия от предыдущей архитектуры Bulldozer можно назвать революционными. AMD перешла на классический дизайн процессора. Каждое ядро CPU использует четыре целочисленных блока, которые имеют 168 регистров и могут обрабатывать 192 инструкции одновременно. Два блока Load/Store отвечают за запись данных обратно в кэши после вычислений. Используются два блока работы с плавающей запятой, по 128 FMAC каждый (Floating Point Multiply Accumulators). Кэш инструкций имеет размер 64 кбайт 4-way, кэш данных - 32 кбайт с восемью одновременными обращениями (8-way). Кэш L2 имеет размер 512 кбайт, к нему тоже возможно одновременное обращение на чтение или запись по восьми каналам (8-way). Добавим к этому общий кэш L3.

Впрочем, кэш L3 для ядер доступен не в полном объеме, что связано со структурой CPU Complex (CCX). В случае Ryzen 7 2700X и Ryzen 7 2700 каждый из двух CCX содержит четыре ядра и 8 Мбайт кэша L3 - его могут использовать только четыре данных ядра. Ryzen 5 2600X и Ryzen 5 2600 содержат только три ядра в CCX, но для них все равно доступны те же 8 Мбайт L3. Кэш 8 Мбайт разделен на четыре раздела по 2 Мбайт, каждый раздел привязан к своему ядру CPU. И работа этих разделов зависит от частоты и нагрузки соответствующих ядер CPU. В результате при малой нагрузке напряжение и частота снижаются не только для ядра CPU, но и для соответствующего раздела кэша.

Добавьте к этому технологию SMT, позволяющую выполнять в два раза больше потоков, чем имеется ядер CPU. Впрочем, не стоит думать, что два потока на одном ядре будут выполняться с равной производительностью.

Infinity Fabric

Как и в первом поколении Zen, за связь между двумя CCX, оперативной памятью и различными контроллерами вновь отвечает интерконнект Infinity Fabric. AMD не приводит каких-либо изменений. В любом случае, мы по-прежнему получаем два уровня. Control Fabric обеспечивает связь разных блоков Engine Hubs, отвечая за задачи управления энергопотреблением, безопасностью, сбросом и инициализацией, тестированием.

Второй уровень - Data Fabric, здесь уже передаются данные с высокой скоростью и низкими задержками. В том числе и с оперативной памятью.

Структура CCX вместе с Infinity Fabric призвана обеспечить практически линейное масштабирование многопоточной производительности.

Ryzen встряхнул рынок процессоров – AMD сможет выйти вперед?

На протяжении многих лет Intel безнаказанно рулила рынком , пока AMD пыталась пойти в ногу со временем. Однако, благодаря безудержному успеху Ryzen, все изменилось. AMD выпустила свои 14-нм процессоры Ryzen в конце 2016 года и открыла продажи в середине 2017 года, улучшив показатели каждого ядра и предложив лучшую производительность нескольких потоков. Одновременно сохранив низкие цены, AMD удалось удивить публику во всех отношениях.

Продукты AMD стали хитом в прошлом году, начиная с Ryzen 7 1800X, который стал потрясающе мощным процессором и показал, как AMD может вдохнуть новую жизнь в застоявшийся рынок процессоров, одновременно встревожив Intel, перетягивая внимание публики инновациями от конкурента.

С течением времени мы были ещё более впечатлены , который предложил потрясающее соотношение цены к производительности, затем нас удивлял дешевый . И на этом успех AMD не закончился, на рынок вышел мощный , предложив увеличенное количество ядер против тактовых скоростей Intel по значительной меньшей цене сопоставимых продуктов конкурента.

Теперь, когда мы увидели первую утечку с тестами Ryzen 2700X, а также официальное открытие предварительных заказов, мы готовы к обновлению компьютеров со следующим поколением процессоров AMD. И мы готовы поразмышлять о том, какие обновления ждут архитектуру AMD Zen 5.

Ryzen привел к тому, что AMD очень сильно отыгралась на рынке по всем направлениям, продемонстрировав рекордные продажи. Что дальше? Ну, мы уже получаем данные о тестах процессоров AMD Ryzen второго поколения. Компания AMD поделилась некоторыми планами на второе поколение, поэтому, если вы готовитесь к обновлению своего ПК в этом году и хотите заполучить что-то достаточно мощное, чтобы играть в лучшие компьютерные игры, создавать контент и многое другое, посмотрите, что ждет нас 19-го апреля.

В погоню!

• Что это? Обновленные, бюджетные процессоры AMD.
• Когда ждать? 19 апреля 2018 года;
• Сколько стоит? 199$ / 12.000 рублей за Ryzen 5 2600.

AMD RYZEN 2 ПОКОЛЕНИЯ: ДАТА ВЫХОДА

Ожидание новых процессоров AMD подходит к концу. Первые процессоры Ryzen отправились на рынок в марте 2017 года с последующими релизами до конца 2017 года и в начале 2018 года. Теперь чипы Ryzen 2-го поколения доступны для предварительного заказа, а поставки начнутся 19 апреля 2018 года.

Помимо этих процессоров, временная шкала указывает на приближающийся релиз второго поколения Ryzen Pro и Ryzen Threadripper во второй половине года. Процессоры Ryzen Pro предназначены для использования в бизнесе и ИТ, предлагают до 8 ядер на 16 потоков, в то время как вышеупомянутый Ryzen Threadripper – Большой Папа от AMD с 16 ядрами для самых продвинутых геймеров. Forbes сообщает, что AMD планирует выпустить аналогичное количество процессоров Ryzen второго поколения, как и в прошлом году.

Это всё настольные процессоры, заметьте – официальные релизы AMD Ryzen 2 не включают версии для ноутбуков в календаре 2018 года. В первом квартале этого года появились мобильные чипы первого поколения Ryzen 3, а во втором квартале появился Ryzen Pro.

AMD RYZEN 2 ПОКОЛЕНИЯ: ЦЕНЫ

AMD планирует, что второе поколение процессоров Ryzen будет таким же доступным, как и первое. Конечно, предложение более доступных процессоров всегда было уникальной чертой AMD, но впервые за многие годы более дешевые процессоры Ryzen могли честно соответствовать, если не превзойти предложения Intel.

Учитывая всё это, кажется, что AMD должна продолжать выбранный курс с моделями процессоров второго поколения. Крайне важно, чтобы компания поставила недорогие высокопроизводительные процессоры, поэтому в идеале мы ждем ценников, которые недалеки от прошлогоднего предложения AMD. Удивительно, но компания обещает сделать их ещё более доступными.

• AMD Ryzen 7 2700X: 329$ (19.800 рублей)
• AMD Ryzen 7 2700: 299$ (18.000 рублей)
• AMD Ryzen 5 2600X: 229$ (13.500 рублей)
• AMD Ryzen 5 2600: 199$ (12.000 рублей)

В прошлом году 4-ядерный Ryzen 3 1300X дебютировал за 129$ (7.800 рублей), в то же время Intel Core i3 7350K пришел за 149$ (9.000 рублей). Поднимитесь до 6-ядерного Ryzen 5 1600X, вы увидите процессор за 249$ (15.000 рублей), а теперь сравните его с 4-ядерным процессором Intel Core i5-7600K за 239$ (14.500 рублей), учитывая, что вы потеряете пару ядер.

Самая кардинальная разница в ценах пришла с Ryzen 7 1800X, который вышел на рынок за 499$ (30.000 рублей), что практически вдвое дешевле Core i7-5960X / 6900K. Конечно, это привело к тому, что Intel представила более доступные Intel Core i7-8700K и Intel Core i7-7820X. Между тем, AMD Threadripper 1950X компания оценила в 999$ (60.000 рублей), обеспечив производительность выше, чем у Core i9-7900X от Intel.

Конечно, AMD недавно понизила цены на Ryzen всех серий, указывая на близкий выход процессоров 2-го поколения, чтобы сохранить конкурентоспособность на фоне Intel, поскольку две компании ведут ожесточенную борьбу за деньги потребителя на рынке CPU.

AMD RYZEN 2 ПОКОЛЕНИЯ: ХАРАКТЕРИСТИКИ

На данный момент мы располагаем некоторыми официальными данными, когда речь заходит о том, какого роста производительности ждать от новых процессоров Ryzen 2nd Generation. Они построены на базе нового 12-нанометрового техпроцесса, который включает ещё больше транзисторов и, таким образом, повышает сырую производительность в процессе.

Согласно ExtremeTech, главный технологических директор AMD, Марк Папермастер утверждает, что 12-нм техпроцесс приводит к увеличению производительности примерно на 10% в сравнении с 14-нм процессором оригинального Ryzen «с дополнительными возможностями оптимизации производительности на ватт».

Мы могли бы также увидеть процессоры Ryzen второго поколения, которые избавят от пользователей, которые играют в старшие игры или кибер-спортивные игры, ориентированные на скорость действия, а не на графическую составляющую. Если первый набор APU Ryzen – в том числе и – предлагали некоторую производительность, то графический пакет – невероятный прирост.

AMD заявляет, что процессоры Ryzen 2 nd Generation станут самыми маленькими и самыми быстрыми настольными процессорами на сегодняшний день – серьезное обещание, которое воодушевит поклонников ПК и пользователей всех сортов. Процессоры Ryzen 2-го поколения смогут обеспечить более высокую частоту и внедрить усовершенствованную технологию Recision Boost 2 для повышения производительности в сценариях с высокой пропускной способностью.

Недавно открытые страницы предварительных заказов показывают, что AMD Ryzen 7 2700X предложит прирост в 300 МГц относительно предшествующего Ryzen 1700X. Предполагаемые характеристики показывают базовые частоты до 3,7 ГГц, с ускорением до 4,3 ГГц.

А если положиться на достоверность последней утечки, Ryzen 7 2700X работает на 14% лучше в синтетических тестах и, что менее впечатляюще, до 4% быстрее в области игровой производительности.

В то же время AMD Ryzen 7 2700X, как говорят, сохраняет текущую 8-ядерную и 16-поточную архитектуру. Если верить слухам, новые процессоры могут положить конец доминированию Intel в тактовых частотах.

На сайте AMD есть весьма техническая вводная по Precision Boost 2 на мобильных процессорах Ryzen с графикой Radeon Vega, если вы хотите вникнуть в характеристики.

Мы увидели некоторые улучшения SenseMi в последних APU AMD на базе Ryzen, поэтому разумно, что мы увидим аналогичный рост производительности и эффективности в серии Ryzen 2nd Generation. Обновление может включать оптимизированное использование мощности с помощью интеллектуальных датчиков Pure Power и улучшенный потенциал для разгона с расширенными диапазоном частот 2-го поколения.

И есть хорошие новости для будущих модернизаций: в отличие от Intel, AMD сохранит тот же самый разъем AM4, что и на последних процессорах Ryzen, поэтому вам не придется покупать новую материнскую плату для установки одного из этих процессоров на компьютер. Мы также получим усовершенствованный чипсет X470, оптимизированный для 2-го поколения Ryzen и, как утверждает производитель, он позволяет снизить потребление энергии.

Обратите внимание, что AMD называет сердце второго поколения Ryzen Zen +, а не Zen 2. В чем разница? Ну, Zen 2 будет полностью новой архитектурой, построенной на базе 7-нанометрового техпроцесса, который, как вы можете себе представить, обеспечить броскую разницу, когда речь зайдет о повышении производительности.

В производственном календаре AMD приведены Zen 2 и Zen 3 (с пометкой «7нм +»), выпуск которых состоится где-то между релизом Zen + и 2020 годом, так что, скорее всего, первые продукты появятся в 2019 году.

Как сообщается, дизайн Zen 2 уже завершен, и он «улучшает архитектуру Zen сразу в нескольких направлениях», согласно AMD. И Zen 3 уже «на ходу». AMD серьезно настроена перетряхнуть индустрию процессоров с Zen 2, но это не то, что мы увидим в этом году: Zen Plus – архитектура, на базе которой построены процессоры Ryzen 2-го поколения.

Тем не менее, остается множество причин с нетерпением ждать процессоров второго поколения Ryzen, особенно если вы планируете обновление своего компьютера в 2018 году. Теперь, когда Intel занимает позицию обороны, посмотрим, сможет ли AMD повторить успех прошлого года.

Месяц назад компания Advanced Micro Devices (AMD) устроила предпоказ процессоров Ryzen на микроархитектуре Zen, работа над которой велась в течение нескольких лет. Американский чипмейкер раскрыл тактовые частоты, уровень энергопотребления и другую техническую информацию, но самые интересные детали придержал до выставки CES 2017, недавно прошедшей в Лас-Вегасе. Что известно о "дзен-чипах" к этому моменту и почему в AMD уверены, что смогут изменить расстановку сил на рынке компьютерных процессоров?.

Что такое AMD Zen

Zen — это главная разработка AMD с момента релиза "камней" на микроархитектуре Bulldozer в 2011 году, призванная пошатнуть позиции заклятого конкурента, Intel. К ее особенностям относятся 14-нанометровая технология производства, два вычислительных потока на ядро, 8 МБ общей кэш-памяти третьего уровня и самообучаемые блоки инструкций. Новые микросхемы, которые будут продаваться под торговой маркой Ryzen, предназначены для материнских плат с сокетом AM4. Их выпуск намечен на I-й квартал 2017 года.

Самая производительная, 8-ядерная версия Ryzen работает на тактовой частоте от 3,4 ГГц, имеет суммарно 20 МБ кэш-памяти (4 МБ L2 и 16 МБ L3) и способна выполнять до 16 потоков команд. При этом показатель TDP, который отражает стандартное тепловыделение при работе на полной мощности, не превышает 95 ватт.

Геймерский ПК на Ryzen от Cybertron

Что умеет и сколько стоит Ryzen от AMD

Во время онлайн-презентации New Horizon в декабре AMD сопоставила работу самого мощного представителя Ryzen-линейки с 8-ядерным Intel Core i7-6900K (3,2 ГГц), у которого TDP находится на уровне 140 Вт. Производительность обоих процессоров замерялась в игре Battlefield 1 при разрешении 4K на максимальных настройках и в связке с одинаковой графикой Nvidia. Как оказалось, разработка AMD не только выделяет меньше тепла, но и не уступает конкуренту в быстродействии.

Более того, чипы Ryzen, скорее всего, будут стоить намного дешевле. Если верить слухам, AMD будет проводить очень агрессивную ценовую политику. Самый производительный "дзен-чип" с 8 ядрами будет продаваться за $500, его более медленная версия — за $350. "Камни" из 6-ядерной линейки SR5 обойдутся в $250, а 4-ядерные SR3 — в $150. Для сравнения, Intel оценивает 4-ядерный чип Core i7-6700K в $340, а самый дешевый "шестиядерник" — в $380.

AMD Ryzen: дата выхода, где купить

В январе AMD поделилась массой интересных подробностей о Ryzen. Во-первых, компания анонсировала релиз в I-м квартале года 16 материнских плат (производства Asus, Biostar, Gigabyte, MSI и других) с унифицированным сокетом AM4, а также почти два десятка укомплектованных Ryzen компьютеров, которые можно будет купить сразу в день выхода новых чипов. ПК, сказали представители AMD, отличаются "высочайшей производительностью". Распространять процессоры на территории России будут партнеры AMD: Asbis, Elko, Marvel и Oldi.

Материнские платы MSI X370 и B350M

По словам представителя AMD Джима Прайора, компания намерена поддерживать платформу AM4 как минимум до 2020 года, по мере совершенствования архитектуры Zen. Это значит, что последующие Ryzen-чипы будут совместимы со всеми "материнками", вышедшими в 2017-м. Проапгрейдить плату придется только тогда, когда обороты наберет оперативная память типа DDR5 и другие технологии будущего.

Официально AMD показывала на публике только одну, самую навороченную версию Ryzen с 8 ядрами, и сравнивала ее с флагманами Intel. На CES 2017 чипмейкер заверил, что в январе-марте выйдет не только она, но и другие модификации процессора для любых нужд, вплоть до базовых моделей с двумя ядрами и 1 МБ кэш-памяти. При этом любая из них, сказал Прайор, поддается "разгону". Правда, с оговоркой: повысить можно будет тактовую частоту любого чипсета, оснащенного сокетом AM4, начиная с X370 и X300 топового класса и заканчивая бюджетным B350. Но у владельцев чипсетов серии А выполнить эту процедуру не получится.

Кулер NH D15 от Noctua, совместимый с AM4

Помимо этого, AMD опровергла широко распространившееся мнение, что Ryzen и AM4 потребуют обязательного апгрейда системы охлаждения. Новый процессорный разъем AM4 (µOPGA) обладает 1331 контактом — это почти на 100 больше, чем у сокета AM3+. Несмотря на увеличение числа штырьков, к "материнке" можно будет подключить любой кулер, держащийся на клипсе. В замене, подчеркнул Прайор, нуждаются только кулеры с винтовым креплением.

AMD не в первый раз заявляет о превосходстве Ryzen над чипами Intel. В конце прошлого года компания сравнила собственную разработку с самым быстрым процессором конкурента — Broadwell-E Core i7-6900K, который продается за $1100. 8-ядерный процессор Intel, транскодируя видео в программе Handbrake, справился с задачей за 59 секунд, а "камень" AMD — за 54 сек., или на 10% быстрее. При этом Broadwell-E работал на тактовой частоте 3,7 ГГц, тогда как Ryzen, выделяющий на треть меньше тепла, — на 3,4 ГГц.

AMD Ryzen: что говорят скептики

Впрочем, критики сочли преимущество Ryzen над Intel Kaby Lake пока недоказанным. Непонятно, например, почему для измерения производительности была выбрана именно эта программа, и все ли ядра чипа Intel достигли пика под нагрузкой. Также скептики говорят, что старший чипсет AMD X370 имеет восемь линий для шины PCIe 2-поколения, что оставляет процессору Ryzen лишь 32 линии (намного меньше, чем Broadwell-E).

Кроме того, к AM4 можно будет подключить флагманские видеокарты GeForce GTX 1080 и 1070 только по 2-канальному режиму SLI, но не более быстрому 4-канальному. В любом случае, судить о превосходстве "дзен-чипов" AMD над процессорами Intel можно будет только после релиза новинок и по итогам независимых тестов, ожидающихся этой весной.

В прошлом году для компании AMD наступил переломный момент, когда она представила процессоры Summit Ridge с архитектурой Zen. А последовавший за этим успех данных процессоров стал революцией для всей индустрии, так как именно благодаря ему компания Intel начала куда активнее развивать свои процессоры. В этом году компания AMD представила процессоры Pinnacle Ridge на архитектуре Zen+, в которых были исправлены ошибки предшественников и внесены некоторые улучшения.

А уже в следующем году AMD представит новые процессоры на архитектуре Zen 2, которые будут производиться по 7-нм техпроцессу. Новая архитектура должна принести большие изменения и улучшения, нежели Zen+. Не так давно AMD объявила, что основная работа над дизайном Zen 2 завершена, и во второй половине 2018 года компания начнёт поставки тестовых образцов. Изначально это будут образцы серверных процессоров Epyc, так как именно на серверном сегменте сейчас сосредоточена AMD.

Теперь же на просторах Сети появились слухи относительно того, что можно ожидать от будущих процессоров AMD. Наиболее интересным сообщением является то, что будущие процессоры на Zen 2 получат значительный прирост числа исполняемых инструкций за такт (Instruction Per Clock, IPC). Сообщается, что данный показатель вырастет на 10 %, а то и на все 15 %, по сравнению с нынешним Zen+.

Использование нового передового 7-нм технологического процесса, вкупе с архитектурными улучшениями, сулит более высокие тактовые частоты. Это позволит дополнительно увеличить производительность одного ядра, что поможет будущим новинкам сравняться по этому показателю с процессорами Intel или даже превзойти их. На данный момент процессоры AMD отстают от конкурентов в задачах, использующих одно ядро. Попутно более тонкий техпроцесс позволит уменьшить энергопотребление.

Источник также утверждает, что с архитектурой Zen 2 придёт и увеличение количества ядер. Сообщается, что будущие процессоры AMD Ryzen в исполнении Socket AM4 предложат до 16 ядер. У перспективных процессоров Ryzen Threadripper, которые выполнены в корпусе Socket TR4, будет до 32 ядер, то есть здесь их число не изменится. Наконец, серверные процессоры AMD Epyc (Socket SP3) предложат до 64 ядер. Во всех случаях, конечно же, будет поддержка многопоточности (SMT).

Если это действительно так, то получается, что AMD изменит дизайн блока CCX (Core Complex), наделив его восемью ядрами, вместо нынешних четырёх. В принципе, с учётом использования «более тонкого» техпроцесса это вполне возможно. Отметим, что согласно другим слухам, новые CCX будут шестиядерными, и в результате будущие процессоры Ryzen получат до 12 ядер. И, к сожалению, пока что сложно сказать, какие из этих слухов ближе к истине.

Интересно также и то, что компания MSI формально подтвердила наличие у будущих процессоров AMD в исполнении Socket AM4 более чем восьми ядер. В своём рекламном ролике, посвящённом скорому выходу материнских плат на чипсете AMD B450, производитель явно указал, что эти платы поддерживают процессоры с восемью и более ядрами.

В целом, данным слухам и утечкам хочется верить. Но всё же больше хочется верить именно в увеличение IPC у будущих процессоров AMD. Ведь увеличение числа ядер будет заметно лишь в «тяжёлых» задачах и оптимизированном под это программном обеспечении, а вот повышение IPC положительно скажется на всех задачах, в особенности на повседневных.

Чего нам ждать от компании в 2017 году?

Некоторое время назад AMD поделилась с широкой общественностью очередной порцией данных о новой микроархитектуре Zen, а также платформе AM4, которая (вкупе с новыми процессорами и APU) со следующего года должна стать основным продуктом компании для десктопного рынка. Понятно, что предварительная информация исчерпывающей не является, однако она достаточно интересна, поскольку позволяет примерно понять, чего следует ждать от новых продуктов (а чего - не стоит). Это и явилось поводом для написания данного материала, посвященного не микроархитектурным тонкостям (безусловно, важным, но далеко не всем), а, скажем так, потребительским характеристикам новой платформы.

Текущие проблемы

Как мы уже писали почти два года назад , последние несколько лет ситуация с настольными платформами AMD выглядела несколько странной. Фактически основные события происходили в области APU (как компания называет процессоры с интегрированной графикой), где с 2011 года сменились две с половиной платформы: FM1, FM2 и совместимая с последней сверху вниз FM2+. Впрочем, все перечисленные решения (даже платформу FM1 , на рынке не слишком задержавшуюся) можно считать современными: высокая степень интеграции позволяет создавать законченные системы, используя буквально пару чипов - собственно процессор (большинство которых снабжено отличными по меркам интегрированных решений GPU) и чипсет. Линейка же чипсетов также соответствует современным требованиям - в плане интеграции функциональных возможностей AMD очень часто опережала Intel, первой снабдив свои микросхемы и встроенной поддержкой USB 3.0, и скоростью в 6 Гбит/с для всех SATA-портов, например. Единственное, что мешало широкой экспансии решений для этой платформы - относительно невысокая производительность и высокое энергопотребление процессорной части APU в сравнении с конкурирующими решениями. Более высокую производительность можно было получить, выбирая решения для платформы АМ3+, по сути восходящей еще к платформам начала века. Да и сами по себе многомодульные процессоры для нее существенно не обновлялись с 2012 года, так что могли продаваться лишь благодаря низким ценам при относительно высокой себестоимости, обусловленной использованием уже порядком устаревшего техпроцесса 32 нм. Последнее в какой-то степени касалось и APU, которые за время существования «перешли» с упомянутых норм лишь на 28 нм, что тоже пиком технологий давно не является - во многом именно это вызывало упомянутые проблемы с энергопотреблением.

Стоит отметить, что такое положение дел компания «нормальным» не считала никогда: унификация платформ изначально планировалась как раз на 2012 год. Однако на практике этого не случилось, так что своеобразное «сидение на двух стульях» продолжается до сих пор. Таким образом, по сути, ныне уже устарели и процессоры, и платформы AMD, так что ситуацию нужно менять радикально. Это компания и планирует сделать.

АМ4: наконец-то единая платформа

AMD полностью подтвердила существующие предположения о характеристиках новой платформы, причем даже «с горкой». В частности, к ключевым особенностям AM4 компания относит следующее:

• Память типа DDR4
• Полная поддержка PCIe 3.0
• USB 3.1 («полноценный», т. е. Gen2 со скоростью до 10 Гбит/с)
• NVMe и SATA Express

Что касается последнего пункта, то, в принципе, серьезные аппаратные доработки для его реализации не требовались: она возможна и в рамках существующих платформ. В частности, многие производители системных плат даже ассортимент моделей с АМ3+ обновили, предусмотрев для них загрузку с NVMe-накопителей. Более важным для полноценного функционирования NVMe-накопителей на максимальной скорости является поддержка PCIe 3.0, которой в рамках АМ3+ не было вообще, а APU для FM2+ поддерживали лишь 24 линии данного интерфейса, часть которых «уходила» на связь с чипсетом, а 16 могли потребоваться видеокарте. Кроме того, как уже было сказано выше, высокопроизводительных процессоров для FM2+ не существовало, так что платформа давно и прочно обосновалась в бюджетном секторе, где протокол NVMe не слишком актуален (просто потому, что пока все поддерживающие его накопители исключительно «небюджетны»). АМ4 же по планам должна стать решением для всех сегментов рынка, так что для нее это может стать необходимым - особенно учитывая тягу AMD к созданию «долгоживущих» платформ, что весьма ценят многие пользователи. Ровно то же самое относится и к поддержке USB 3.1: пока она необходимостью не является, однако в будущем может пригодиться. Опять же, как уже было сказано выше, предыдущую версию стандарта AMD реализовала в чипсетах на год раньше, чем Intel, так что логично того же ожидать и для новой версии USB.

Освоение DDR4 - это давно ожидавшийся шаг, поскольку производительность интегрированных GPU сильно зависит от пропускной способности памяти. Ранее решать эту проблему приходилось повышением частот DDR3, но такой подход, мягко говоря, не идеален с точки зрения цены и энергопотребления модулей. Собственно, именно поэтому разговоры о внедрении поддержки DDR4 в APU AMD шли еще с 2013 года (тогда высказывалась масса предположений о двух вариантах в ожидающихся Kaveri), но долгое время новые модули памяти были слишком дороги для использования в массовых системах. На данный момент отгрузки DDR4 уже превосходят DDR3, так что цены сравнялись - с тенденцией в пользу DDR4. В общем, пришло время прощаться со старыми стандартами, причем, судя по всему, AMD планирует это сделать более резко, чем Intel - та, напомним, пока полностью от DDR3 не отказывается. С другой стороны, последнее серьезное обновление LGA115x было в прошлом году, а наиболее интересные продукты для АМ4 появятся в следующем, так что такая разница в подходах вполне объяснима.

Bristol Ridge: промежуточное решение

Впрочем, «обкатка» платформы уже практически началась: как и предполагалось, некоторое количество процессоров для нее выпущено прямо сейчас и уже отгружается крупным производителям. Все они по-прежнему относятся к бюджетному сегменту, так что и самый функциональный из чипсетов (Х380) компания пока «зажала», поставляя лишь пару недорогих модификаций - А320 и В350. Тем не менее, на практике многим будет достаточно и их. Чего в них нет, так это поддержки PCIe 3.0 - лишь 4 или 6 линий PCIe 2.0 соответственно. С другой стороны, 10 линий PCIe 3.0 (не считая нужных для связи с чипсетом) поддерживаются самими нынешними процессорами/APU, а наличие в этих APU мощной (для решений такого класса) графики в недорогом компьютере точно оставит процессорные линии PCIe свободными для периферии.

Вообще же, по сути, можно наблюдать унификацию мобильных и настольных решений: APU семейства Bristol Ridge - это наследники уже знакомых нам Carrizo . Кроме упомянутых 10 линий PCIe 3.0 (х8+х1+х1, две последние можно одновременно «отдать» NVMe-накопителю), они сами поддерживают 4 порта USB 3.0 (оно же USB 3.1 Gen1) и 2 порта SATA600. Использование младшего чипсета А320 добавляет к вышеуказанному разъем USB 3.1 (полноскоростной, как уже было отмечено выше), 2 порта USB 3.0, 6 портов USB 2.0, 4 линии PCIe 2.0, 2 порта SATA600 и 1 разъем SATA Express (который можно использовать как пару SATA). В В350 функциональные возможности аналогичны, но добавлен еще 1 порт USB 3.1 и 2 линии PCIe 2.0. Кроме того, по доброй традиции все решения AMD поддерживают создание RAID-массивов уровней 0, 1 и 10.

Как это соотносится с бюджетными предложениями Intel, типа H110 и B150? Для упрощения понимания соберем характеристики платформ в таблицу, добавив к ней и массовый A78 для уходящей с рынка FM2+.

Итак, единственное формально слабое место новой платформы - количество линий PCIe 3.0, обеспечиваемых процессором: всего 10 против обычных в массовом сегменте 16. Но это место слабое лишь пока - просто на данный момент других моделей APU нет, но в будущем они появятся. В конце концов, у решений на FM2+ (A78) линий PCIe 3.0 может и вовсе не оказаться - если установить в плату процессор под FM2, каковые поддерживали только PCIe 2.0. А у платформ Intel другая проблема: все процессоры для LGA1151 поддерживают PCIe 3.0 x16, но на платах с бюджетными чипсетами такая конфигурация линий будет единственной - «расщеплять» эти линии по слотам/устройствам не положено. AMD придерживается иной практики, так что в системе с А320 можно, например, «гонять» два NVMe-накопителя на PCIe 3.0 - а в системе с Н110 нельзя (впрочем, PCIe 3.0 x2 по пропускной способности равно PCIe 2.0 х4, но во многих ли недорогих платах на Н110 найдется возможность реализовать хотя бы такой слот?). Насколько это (равно как и поддержка SATA Express или RAID-массивов) востребовано в недорогих системах - вопрос отдельный. Но факт остается фактом: по сути, даже самые младшие варианты новой платформы сравнимы по функциональности со старшими решениями Intel.

Что же касается возможностей подключения внешней периферии, то по общему количеству USB-портов рекордсменом продолжают оставаться чипсеты для FM2+. Но рекорд этот чисто теоретический - на самом деле столько USB 2.0 в конечных решениях просто не бывает востребовано. А вот четырех высокоскоростных USB-портов иногда уже маловато, что «бьет» и по Intel Н110. При этом самый младший чипсет для АМ4 поддерживает семь портов USB 3.0 (один из которых вообще USB 3.1, что пока, как уже было сказано выше, является в основном заделом на будущее, однако на скорости USB 3.0 этот порт можно использовать уже сейчас) - даже больше, чем В150. Возможно, в «двухсотой» серии чипсетов Intel «подрихтует» и младшие модификации, но пока ее нет, а А320 и В350 уже отгружаются производителям.

Новыми красками должна заиграть разработка компактных компьютеров на базе процессоров AMD, поскольку часть функциональных возможностей традиционных чипсетов уже перенесена в собственно процессоры, что в какой-то степени роднит АМ4 не только с FM2+ или АМ3+, но и с АМ1. В АМ1, правда, функциональность SoC была сильно ограниченной, да и возможности ее расширения отсутствовали, но сейчас эта проблема снята. Точнее, она была снята в ноутбучных Carrizo год назад, и нет ничего удивительного в том, что при разработке новой настольной платформы эти достижения были учтены и унаследованы. Что это дает на практике? Например, без каких-либо особых сложностей можно выпускать платы формата Mini-STX с заменяемым процессором, но «сэкономив» на микросхеме чипсета - четырех портов USB 3.0 и пары SATA600 (один из которых в сочетании с PCIe 3.0 x4 разумно отвести под слот M.2) там хватит. Раньше с этим были сложности - теперь нет.

Но почему при всех этих интересных особенностях мы текущую реализацию платформы склонны считать промежуточным решением? Дело в том, что сильно ограничены существующие сейчас для нее процессоры. AMD, конечно, высоко оценивает APU «седьмого поколения», но то же самое говорилось и про предыдущие модели. А на практике это лишь дальнейшее развитие все той же модульной архитектуры, дебютировавшей еще в 2011 году, и все тот же техпроцесс 28 нм, используемый с 2014 года. Да, как показали наши тесты, процессоры Carrizo нередко оказываются (благодаря оптимизациям) быстрее Kaveri, работающих на более высокой тактовой частоте, а поддержка памяти типа DDR4 должна их еще немного «подстегнуть». Интегрированный GPU и ранее был одним из лучших в своем классе, а с 2015 года получил обновленный блок видеообработки с аппаратной поддержкой VP9 и H.265/HEVC с разрешением до 4К. Все это верно - но тянет лишь на эволюционные изменения, не меняющие принципиально класс решения. Так, единственный на данный момент Athlon X4 для новой платформы, модель с индексом 950, во всем, кроме типа оперативной памяти, идентичен Athlon X4 845 для FM2+, да и другим новым процессорам более-менее близкие аналоги подобрать можно. Поэтому настоящий старт платформы АМ4 ожидается лишь в следующем году - во всяком случае, если планы AMD будут выполнены.

Zen: что нового?

Итак, какие проблемы стояли перед компанией? Первоочередным спорным моментом разработанной модульной архитектуры были сами модули: для экономии транзисторного бюджета входящая в них пара «х86-ядер» зависит друг от друга, поскольку разделяет некоторые блоки. В частности, в первых реализациях единым был даже декодер команд и кэш инструкций. Второе слабое место - система памяти. На момент разработки первых процессоров сделать быстрый кэш второго уровня получалось, а вот L3 так и остался внешним по отношению к основной части процессора, так что работал асинхронно с ней и на более низких тактовых частотах. В итоге в старших конфигурациях процессоров семейства FX суммарная емкость L2 оказывалась равной L3, что вынуждало AMD продолжать использование эксклюзивной архитектуры кэш-памяти. Та прекрасно работала во времена одноядерных процессоров, но затрудняла обмен данными между вычислительными потоками в многоядерных, усложняя алгоритмы: если чего-то нет в L3, оно может быть в L2 одного из модулей, а может - только в памяти. И даже единый L2 на пару ядер, столь удобный у Core 2 Duo, для синхронизации использовать не выходило: наибольшую эффективность демонстрировал модуль, выполняющий всего один поток команд, т. е. загружать «вторые половинки» (на самом деле, меньшую их часть) работой имело смысл только при слишком большом ее количестве, но не на привычных для массовых нагрузок двух-четырех потоках.

А в APU бо́льшую часть кристалла занимало графическое ядро, так что эти модели остались вовсе без единой кэш-памяти, пусть даже медленной, поскольку иначе процессор получился бы слишком большим. Собственно, при использовании одинаковых норм производства APU по себестоимости конкурировали со старшими четырехъядерными моделями массовой линейки процессоров Intel, а старшие процессоры с четырьмя модулями оказывались еще более дорогими. Но при этом о конкуренции в плане производительности можно было говорить, только сравнивая четыре модуля AMD с четырьмя же ядрами Intel - масла в огонь подливал и всего один SIMD-блок на модуль. При этом процессоры Intel и сами по себе были дешевле в производстве, а из-за особенностей платформ стоили существенно меньше. APU же «воевали» только с совсем дешевыми двухъядерными процессорами Intel, да и это делали с переменным успехом. Конечно, они имели преимущество в производительности графической части, но далеко не всегда оно было востребовано.

Что меняется в новом поколении (как мы и обещали - простым языком, не вдаваясь в технические дебри)? «Базовый элемент» Zen чем-то напоминает двухмодульный процессор предыдущей архитектуры, но с существенными доработками. Во-первых, он включает не четыре попарно объединенных «х86-ядра», а четыре полноценных и независимых ядра - независимых даже в плане кэш-памяти второго уровня, суммарная емкость которой уменьшилась вдвое, зато теперь у каждого ядра появился свой L2 (и, разумеется, собственный декодер команд вместе с кэш-памятью инструкций). Во-вторых, кэш-память третьего уровня стала неотъемлемой составляющей такого вот «кирпичика». Судя по всему, работать она будет существенно быстрее, чем в предшественниках, а ее емкость составляет 8 МБ. В-третьих, что немаловажно, в AMD тоже сумели реализовать технологию симметричной многопоточности, так что каждое ядро может выполнять команды не одного, а двух потоков.

Фактически, как видите, в «базовом» варианте Zen сильно напоминает топовые процессоры Intel массовых серий, т. е. четырехъядерные Core i7. При этом такой «модуль» во второй половине следующего года будет использоваться и в APU, где сейчас всего-навсего, напомним, два модуля «старого образца», причем без кэш-памяти третьего уровня вообще. Графическое ядро, возможно, «не дотянется» до топовых решений Intel (тем более, снабженных кэш-памятью четвертого уровня - ничего подобного AMD пока не обещает), но будет производительнее массовой интегрированной графики Intel. Причем, судя по имеющимся данным о внутренней организации процессоров, компания сможет освоить и бюджетную модификацию с парой ядер и уменьшенным до 4 МБ L3, т. е. выпустить непосредственных конкурентов для разнообразных Core i3 и прочих двухъядерных процессоров (особенно мобильных). Сейчас соперничать с ними могут только двухмодульные (в терминологии AMD - «четырехъядерные») процессоры, а в будущем это будут делать и «обычные» двухъядерные.

Однако нельзя сказать, что компании полностью удалось достичь «паритета по ядрам». В частности, блоки для работы с числами с плавающей запятой и прочими SIMD-инструкциями изменились в меньшей степени, чем хотелось бы. Нормальной поддержки работы с векторами по 256 бит у них нет, т. е. на AVX2-коде ожидать высоких результатов не приходится. С другой стороны, на данный момент преждевременно утверждать о производительности хоть что-либо - новая микроархитектура дебютирует в готовых изделиях только в следующем году. Тогда-то и будет полная ясность с их тактовыми частотами, ценами, да и производительностью в реальных задачах. Пока же мы можем оценивать лишь планы AMD.

А в них нашлось место и любителям высокой процессорной производительности, поскольку вариантов компоновки готовых изделий будет как минимум два (а если учесть возможность выпуска двухъядерных моделей, которые легко найдут свое место в бюджетном сегменте, то и три): кроме APU, где, как уже было сказано выше, один четырехъядерный «модуль» Zen будет соседствовать с GPU, планируется также выпуск «чистых» CPU - с двумя модулями. То есть такие решения получат 8 ядер, способных выполнять одновременно 16 потоков вычисления и снабженных кэш-памятью третьего уровня емкостью 16 МБ. С L3 полной ясности нет - будет ли это единый объем, доступный всем ядрам «составного» процессора, или два отдельных блока (что присуще «склейкам»), но емкость будет именно такой. При этом топовые процессоры сохранят совместимость со все той же платформой АМ4, что является немаловажным конкурентным преимуществом перед процессорами Intel для LGA2011-3 и их последователями, с массовой линейкой механически несовместимыми. Да, разумеется, верным будет сказанное выше насчет производительности векторных инструкций, да и контроллер памяти у этих новых моделей останется двух-, а не четырехканальным, но последнее имеет и свои достоинства: платы будут дешевле. Причем это будут те же самые платы, что и для недорогих APU, т. е. давно ожидаемая единая платформа AMD, вероятно, сможет использоваться еще шире, чем Intel LGA115x. А если компании удастся еще и «зафиксировать» ее лет на пять (реализуя хотя бы совместимость «сверху вниз»), превратив в «долгожителя» класса АМ3 - тем лучше для многих потребителей.

Возникает, разумеется, закономерный вопрос: если все изменения настолько логичны и ожидаемы, то почему «ожидание» затянулось так надолго? Ведь, по-хорошему, такие устройства нужны еще «вчера», а компания планирует их поставки только «завтра». Проблема есть, но собственно разработки она не касается - только производства. Фактически, всё, что до последнего времени было доступно AMD - техпроцесс с нормами 32 нм, которого достаточно разве что для FX. В лучшем случае - достижение уровня Intel Sandy Bridge, которому тоже уже больше пяти лет. Последние модели APU, впрочем, используют нормы 28 нм, но это не намного лучше, чем 32 нм. Поэтому и в производстве запланирован «большой скачок» - переход на техпроцесс 14 нм. Переход совершится с некоторым отставанием от Intel (которая использует этот техпроцесс уже два года), но понятным и объяснимым. В общем, сделать такие процессоры без освоения новых норм производства было невозможно - а их освоение требует времени. Нам же хочется верить, что у AMD все получится.

Итого

Итак, что мы получим? Во-первых - наконец-то! - переход на единую платформу, чего не было пять лет. Причем и в этом случае можно говорить о «большом скачке»: АМ4 по планам должна быть универсальнее, чем Intel LGA115x. Во-вторых, существенное изменение микроархитектуры - с ростом производительности и общей эффективности основанных на ней процессоров. В-третьих, резкое улучшение норм производства, что хорошо и само по себе, и без чего такие изменения были бы невозможны. То есть, как видите, AMD планирует одним махом ликвидировать все недостатки сегодняшних массовых систем своего производства. Получится ли? Это покажет только практика - пока мы можем оценивать лишь планы и предварительную информацию. Впрочем, в каком-то виде платформа АМ4 уже существует, причем в своем ценовом сегменте имеет ряд преимуществ перед конкурирующими разработками. В основном они унаследованы у предшественников (это не удивительно - выпускаемые сейчас APU «новыми» назвать сложно), но с добавлением (хотя бы потенциально) модернизируемости и более длинного жизненного цикла. А окончательный ответ на вопрос, насколько удачным окажется переход, мы получим в следующем году. Хочется верить, что ответ будет положительным - так, как минимум, интереснее:)