Архитектура Zen 2: чего ждать от будущих процессоров Ryzen 3000

Вчера компания AMD анонсировала свои новые 7-нм серверные процессоры EPYC «Rome» на базе микроархитектуры Zen 2. Благодаря этому уже сейчас мы можем попробовать предположить, чего стоит ожидать от перспективных потребительских процессоров Ryzen 3000 на базе новой микроархитектуры.

Ключевой особенностью процессоров EPYC «Rome» стали так называемые «чиплеты» — восьмиядерные кристаллы, лишённые привычных элементов северного моста. Объединяя на одной процессорной подложке до восьми чиплетов, старший EPYC «Rome» предлагает до 64 ядер. За сопряжение чиплетов в единое целое с помощью шины Infinity Fabric 2.0 теперь отвечает отдельный узел — центральный чип ввода-вывода (IO-чип), который получил восьмиканальный контроллер памяти DDR4 и внешние интерфейсы.

Однако «чиплеты» стали не единственной особенностью новых процессоров AMD. По словам компании, она переработала микроархитектуру ядра Zen 2 так, чтобы удвоить пропускную способность операций чтения/записи (Load/Store Bandwidth) и увеличить в два раза производительность при AVX-операциях с числами с плавающей запятой за счёт увеличения размерности векторов с 128 до 256 бит. К этому нужно добавить улучшения в предсказании переходов и увеличение объёма кеша микроопераций. По оценкам, эти меры должны обеспечить примерно 20-процентный прирост показателя IPC.

Также отмечается, что на выполнение одной операции теперь затрачивается на 50 % меньше энергии. А сам по себе переход на 7-нм техпроцесс позволяет повысить производительность на 25 % при том же уровне потребления энергии. По всей видимости, за счёт повышения частот.

В подтверждение своих слов о росте производительности AMD продемонстрировала, что предпродажный образец EPYC «Rome» с 64 ядрами и 128 потоками способен обойти систему на базе двух процессоров Intel Skylake-SP, которые в сумме обладают 56 ядрами и 112 потоками. Для демонстрации использовался тест C-ray, обеспечивающий нагрузку операциями с числами с плавающей запятой.

Так всё же, что это значит для рядовых пользователей будущих процессоров Ryzen 3000? До начала следующего года мы вряд ли узнаем наверняка. Но можно спрогнозировать, что мы увидим восьмиядерные кристаллы или даже 16-ядерные связки «чиплетов». Возможно, в настольных процессорах AMD также использует отдельный IO-чип для размещения контроллера памяти и интерфейсов ввода-вывода. Но, скорее, новые процессоры Ryzen, как и актуальные модели, будут построены на одном цельном кристалле, включающем и ядра, и все контроллеры, что будет означать конец унификации между настольными и серверными процессорами.

Тем не менее, все улучшения, присущие архитектуре Zen 2 в серверных процессорах, скорее всего, будут унаследованы и настольными процессорами. То есть можно смело ожидать повышения IPC, улучшения работы с числами с плавающей запятой, увеличения частот и так далее. И, конечно же, свой вклад внесёт переход на 7-нм техпроцесс. По оценке Патрика Мурхеда (Patrick Moorhead), главного аналитика компании Moor Insights & Strategy, чистая производительность ядра возрастёт как за счёт увеличения IPC, так и за счёт повышения тактовой частоты. Это положительно скажется на производительности будущих процессоров как в задачах, которые задействуют только одно или несколько ядер, так и в задачах, способных загрузить все ядра одновременно.

На процессоры Ryzen 3000 возлагаются большие надежды, потому как они должны закрепить успех чипов Ryzen первых двух поколений и обеспечить AMD дальнейший рост доли рынка. И судя по представленной информации, они могут быть в состоянии соперничать с процессорами Intel на равных. Во всяком случае, должно произойти давно назревшее повышение производительности одного ядра.

Остаётся лишь неясным, в какие сроки Ryzen 3000 появятся на рынке. Пока по этому поводу не было сделано никаких определённых заявлений. Больше информации по этому поводу можно ожидать от программного выступления Лизы Су (Lisa Su), которое состоится 9 января на открытии CES 2019.