金沙国际唯一官网 29

2架构优势在哪儿金沙国际唯一官网,你想了然有关英特尔

金沙国际唯一官网 1

金沙国际唯一官网 2

金沙国际唯一官网 3

金沙国际唯一官网 4

AMD对于第三代锐龙桌面处理器的信心可以说是非常充足的,因为它们不仅有目前游戏PC领域中规格最高的16核32线程处理器锐龙9
3950X,而且在性能上基本已经超越了对手同级别的产品。那么为什么新的锐龙处理器能有这样的表现呢?7nm工艺带来的功耗与频率红利是一方面,但更重要的是Zen
2架构带来了更高的效能。

此外,ZEN 2的内存控制器也提供了1/2分频模式,在DDR4
3733之上就使用1/2分频,如此一来,ZEN
2对于高频内存的支持能力大大增强,不但默认支持DDR4
3200,而且从现场的超频演示来看,AMD锐龙9 3950X完全可以支持到DDR4
5000以上!AMD工程师更是兴奋地宣布在ZEN
2上所谓的内存兼容性再也不是问题了。

基础缓存结构

ZEN
2继续支持SMT技术以实现一个核心两个线程;配备了新的分支预测器;更大的微操作缓存,现在支持4K指令集;更大的三级缓存,两倍于ZEN和ZEN+;每个Cycle可以实现2个负载和1个存储;双浮点单元×256Fmacs,双倍浮点与负载存储带宽,4条流水线设计,包括双浮点加法和双浮点乘法(乘法操作延迟从4加速到3),现在支持单操作AVX256。

指令解码系统的改善

ZEN 2架构三大提升:+15% IPC、2倍的缓存容量、2倍的浮点运算能力

内存延迟上也有了很大的改善

因此,AMD必然会在ZEN
2架构中解决这些问题,所以“在所有计算模式下提供更高芯片内带宽”、“行业领先的能效密度”、“在AM4平台上无缝升级更多核心与I/O通道”就成为了ZEN
2价格的三大设计目标。而从最终效果来看,ZEN
2真的实现了15%的IPC提升、缓存和浮点性能都增加到了上代的两倍,效果相当显着。

不过要说到最大的改变,这还得要数处理器的物理结构变化最大。从AMD公布的处理器内部结构图可以看出,这次CPU的内部不是一个封装在一起的大核心,而是被分为了CPU核心以及I/O核心两个部分,以锐龙9
3950X的结构来看,上面两个就是CPU核心,下面的就是I/O核心。

好了,现在来细看一下ZEN
2架构的升级之处。后面这一部分比较复杂,相信大多数朋友看起来都头痛,所以我们就捡大家比较容易理解的关键部分进行介绍。

AMD表示,Zen
2架构是从Zen和Zen+架构发展而来,可以说是后两者的一个延续,但同时也作出了很多创新和改良,最终在运算能力和扩展能力上都有了很大的提升。

在效率方面,ZEN 2架构相比ZEN+架构也有大幅提升,AMD锐龙7
3700X相比AMD锐龙7 2700X的每瓦性能就提升了75%,功耗也低了60W之多。

金沙国际唯一官网 5

ZEN
2架构三大设计目标:在所有计算模式下提供更高芯片内带宽、行业领先的能效密度、在AM4平台上无缝升级更多核心与I/O通道

金沙国际唯一官网 6

金沙国际唯一官网 7

金沙国际唯一官网 8

cIOD则是IO模块,不仅要负责对外连接,还要负责处理器核心之间的通信。值得一提的是两个CCD都采用了7nm制程,而cIOD则采用了12nm制程,如此组合也是充分考虑性能与成本的平衡,毕竟cIOD频率不高,12nm完全能满足设计需求。

双倍的核心带来双倍的性能,说明这个设计有极高的效能

金沙国际唯一官网 9

金沙国际唯一官网 10

在7nm的CCD部分,ZEN 2采用了Cu Pillar with PB-Free
Cap的封装方式,这种方案规格为50~100micron,而12nm的cIOD部分原本计划采用Pb-Free
Bump方案,规格为75~150micron,但后来也决定改用Cu Pillar方案。毕竟Cu
Pillar方案更紧凑、也方便封装后高度与CCD一致。特别值得一提的是,ZEN
2处理器采用高达12层的布线,同时cIOD的位置也进行了优化,提升了对高频内存的兼容性。

金沙国际唯一官网 11

金沙国际唯一官网 12

金沙国际唯一官网 13

金沙国际唯一官网 14

金沙国际唯一官网 15

第一代和第二代AMD锐龙台式机处理器上市之后,都以极高的性价比、强悍的多线程性能方面赢得了市场和用户的认可,不过在绝对的单核心性能、执行效率和内存延迟方面还不能对竞品实现全面碾压。

Zen 2架构的能效比也远超上一代的Zen+架构

模块化玩到极致,彻底解放ZEN 2性能

双浮点读写位宽从128位增加至256位

同时,7nm也带来了功耗的大幅降低,ZEN
2的每瓦性能相比同级竞品提升了56%之多,功耗却明显要低很多,例如AMD锐龙7
3700X的满载功耗就比Intel酷睿i7 9700K低了22W。

金沙国际唯一官网 16

此外,ZEN
2在浮点单元方面的改进很大,还加入了对AVX256的支持,因此浮点性能得到了成倍的增长,为AMD锐龙9
3950X成为游戏处理器之王打下了坚实基础。

金沙国际唯一官网 17

在封装方面,ZEN 2也是黑科技满满。前面我们介绍过,ZEN
2具备两个7nm的CCD和一个12nm的cIOD,因此可以说是一种混合式的封装方式。

取指令系统的改善

金沙国际唯一官网 18

金沙国际唯一官网 19

金沙国际唯一官网 20

当然你也可能会问这样设计是否不利于CCD模块相互之间的数据交换,对比AMD表示这点已经在他们的考虑当中,实际上你不能单独把这部分剥离出去看,你要从整个CPU的设计来进行看待,不可否则这样的设计并不是CCD模块相互之间交换数据的最佳设计,但是在综合考量多方面的表现后,这种设计是平衡度最佳的,而且CPU内部的大缓存设计也在一定程度上解决了这些问题,最终Zen
2架构表现出来的效能足以说明一切。

金沙国际唯一官网 21

Zen
2架构核心仍然维持1个核心支持2个线程的SMT同步多线程设计,但相比前代架构又更大微指令缓存,支持4K指令,L3缓存相比Zen和Zen+架构要直接翻倍,1个核心内部有4个整数单元和2个浮点单元。

金沙国际唯一官网 22

金沙国际唯一官网 23

金沙国际唯一官网 24

7nm工艺也带来了更高的Boost频率

具备32K/8-Way的指令缓存和数据缓存;二级缓存高达512K/8-Way;TLBs:L1
64全部包括指令与数据,所有页面尺寸,L2包括512指令,2K数据;更快的基于虚拟化的安全功能;硬件增强安全缓解。

金沙国际唯一官网 25

目前采用ZEN
2架构的AM4处理器由两个CCD(每个CCD包含两个CCX共8个核心)和一个cIOD组成

金沙国际唯一官网 26

在实物评测完成之前,这有可能是最全面最深入的AMD ZEN
2架构解读文章了。我们知道,在采用业界领先的7nm工艺之后,配合全面强化的ZEN
2架构,第三代AMD锐龙台式机处理器终于一飞冲天,在各方面领先竞争对手,AMD也再次站到了领军者的位置。那么ZEN
2架构到底强在哪里?我们受邀参加了AMD Next Horizon Gaming Tech
Day技术分享会,AMD的工程师团队给出了最详细的答案(COMPUTEX2019报道文章中已经介绍过的部分我们会简单带过)。

每个CCD核心之间的数据交换都要经过I/O核心上Data
Fabric进行,同时内存控制器也从CPU核心移到了I/O核心上,因此不管那个CCD模块它们与内存控制器进行数据交换都是相同速率和延迟的。

每一分进步,都来自每一分不妥协和每一分严谨。从工程师讲解的ZEN
2架构设计历程我们可以感受到,AMD确确实实是放眼未来(ZEN 3和ZEN
4也已经在规划之中)、以领跑高性能计算为目标、不断地在追求技术的创新,而这一切努力终于都收获了回报,第三代锐龙终于做到了一飞冲天独孤求败,从顶级的第三代AMD锐龙台式机处理器锐龙9到主流的锐龙5,都实现了打平或小胜对手游戏性能、碾压对手多线程性能的目标,其中第三代AMD锐龙台式机处理器锐龙9
3950X甚至还能越级挑战Intel HEDT平台的酷睿i9
9920X,表现超乎想象。总而言之,第三代AMD锐龙台式机处理器没有让游戏玩家失望,确实值得期待!(7月7日正式开售,不要错过!)

在AMD的设计中,一个CCX核心是四核心8线程,这点与以往是相同的,两个CCX则组成一个CCD模块,就是8核16线程了。当一个CCD模块也就是一个CPU核心与I/O核心,那就是8核16线程的处理器,像锐龙9
3950X这种16核心的就是两个CCD与一个I/O核心配对。

金沙国际唯一官网 27

金沙国际唯一官网 28

★★★前方超多技术干货预警,请注意脑部降温以防烧毁★★★

读取与存储系统改进

ZEN 2各个处理器核心之间的通信还是通过Infinity
Fabric总线传输到cIOD再到处理器核心这样的路线来完成,而为了适配新加入的带宽翻倍的PCIe
4.0总线,ZEN 2用于内部通信的Infinity
Fabric总线进行了升级,带宽实现了翻倍。

整数单元的改进

听起来是不是感觉云里雾里?那就简单总结一下。前面已经介绍了ZEN
2价格中各个核心都通过Infinity
Fabric总线进行数据传输,但这样的传输都会经过cIOD来完成,那么会不会造成更大的延迟呢?

Zen
2架构的缓存系统也得到进一步的优化,L1指令缓存32KB,8-Way阵列,L1数据缓存32KB,8-Way阵列,位宽32位,与Zen架构相比L1数据缓存位宽翻倍;L2缓存容量仍然为512KB,8-Way阵列;L3缓存则为16MB,16-Way阵列。

封装方面,得益于7nm制程对于减小Die面积的帮助,ZEN
2的CCX面积相对ZEN+减小了47%之多,从而可以在一块芯片上塞进16个核心,相比上代产品实现了核心数量翻倍的提升。

综合来说,Zen
2架构更接近与是对Zen和Zen+架构原本不完善的地方进行了补完,同时还多个方面都进行了增强,通过增加双倍缓存的方式,增加了指令预测的命中率,加大了内部数据与指令传输的带宽,使核心运行效率可以得到最大化。

AMD显然考虑到了这个问题,因此通过Infinity
Fabric总线带宽与处理器缓存容量翻倍、提高TLBs命中率等一系列优化措施来降低核心与核心数据传输的延迟,因此我们看到最终的结果是ZEN
2游戏性能非常出色,相对上代ZEN+有明显提升,显然没有受到核心间传输延迟的负面影响。

AMD称这种设计为Infinity
Fabric设计,这个设计可以通过CPU核心与I/O核心的不同组合变化出不同级别的产品

小狮子最喜欢的鸡腿 分割线

金沙国际唯一官网 29

7nm工艺还大大提升了ZEN 2架构的频率上限,同时也降低了所需的电压,目前ZEN
2的最高加速频率可达4.6GHz。

总结:每一个细节的严谨,造就了新一代最强游戏U

在进一步了解ZEN 2架构之前,我们有必要先了解一下组成完整ZEN
2架构的各个单元。以目前最高规格的ZEN 2架构第三代AMD锐龙台式机处理器锐龙9
3950X为例,它由两个CCD和一个cIOD组成。一个CCD包含两个CCX,每个CCX具备4个物理核心,并共享16MB
L3。如此一来,最高规格的AMD锐龙9
3950X总缓存就达到了72MB之多,这么大缓存作用是什么?我们后面会详细介绍。