AMD раскрывает подробности о быстродействии процессоров Zen

Advanced Micro Devices в среду подтвердила, что выходящие в следующем году микропроцессоры будут базироваться на новейшей микроархитектуре Zen. Компания пообещала серьёзное увеличение быстродействия новых микросхем по сравнению с существующими, а также сообщила, что её инженеры уже работают над улучшенной версией технологии Zen, архитектурой под названием Zen+.

Марк Пэйпермастер (Mark Papermaster), технический директор AMD, рассказал финансовым аналитикам, что процессорные ядра Zen будут исполнять на 40 % больше инструкций за такт (instructions per clock, IPC) по сравнению с ядрами Excavator. По сути, это означает, что центральные процессоры AMD следующего поколения будут на 40 % быстрее предшественников при одинаковом количестве ядер и тактовой частое. Согласно данным AMD, микросхемы на основе ядер Zen+ покажут ещё более впечатляющую производительность на такт, что означает дальнейшее серьёзное улучшение на микроархитектурном уровне.

Ядра Excavator являются вершиной развития микроархитектуры Bulldozer, обещавшей революцию в области построения многоядерных процессоров в 2010–2011 годах, но так и не сумевшей стать достойным конкурентом современным микроархитектурам корпорации Intel. Одной из причин фактического фиаско Bulldozer принято считать «модульный» дизайн процессорных ядер (неформально называемый clustered multi-thread (CMT) по аналогии с clustered integer-core, разработанной DEC в 1996 году для RISC-процессора Alpha 21264. Поскольку каждый двухъядерный модуль Bulldozer включает в себя два блока исполнения целочисленных операций (с сопутствующей логикой), но один блок исполнения операций с плавающей запятой (а также делит между целочисленными ядрами блок выборки инструкций, декодер инструкций, а также кеш второго уровня), в случае с операциями с плавающей запятой он ведёт себя как не очень эффективный одноядерный чип.

Микроархитектура Zen обещает стать противоположностью Bulldozer. Каждое ядро Zen будет включать в себя шесть блоков исполнения целочисленных операций, два 256-разрядных блока исполнения операций с плавающей запятой, собственные декодер инструкций, блок выборки инструкций, блок предсказания переходов, собственную кеш-память и т.д.

Кроме того, подобно процессорам Intel (начиная с Pentium 4), новые процессоры AMD будут поддерживать технологию одновременной многопоточности (simultaneous multithreading, SMT). Применение SMT позволит новым ядрам исполнять инструкции из нескольких независимых потоков на различных функциональных модулях ядра Zen за один такт, тем самым увеличивая пиковую производительность.

Согласно AMD, микроархитектура Zen будет обладать инклюзивной многоуровневой подсистемой кеш-памяти, заточенной под минимальные задержки и максимальную пропускную способность. Замена эксклюзивной подсистемы кеш-памяти (каждый уровень хранит уникальную информацию) на инклюзивную (большие по объёму кеши нижних уровней могут хранить копии содержимого меньших по объёму кешей верхнего уровня) происходит фактически впервые в истории процессоров AMD. Начиная с чипа K6 компания применяла исключительно эксклюзивную иерархию кешей.

Увеличение исполнения инструкций за такт на 40 % по сравнению с Excavator не означает, что процессоры на базе Zen будут на 40 % быстрее существующих микросхем AMD FX или A10. Поскольку новые чипы могут работать на более высоких тактовых частотах, вполне возможно, что они будут значительно быстрее современных APU и CPU разработки AMD. Напротив, если тактовые частоты новинок будут низкими, новая продукция AMD сможет показать лишь умеренный прирост производительности по сравнению с сегодняшними решениями.

Как и ожидалось, микропроцессоры на базе микроархитектуры Zen — такие как Summit Ridge, Bristol Ridge и Basilisk — будут производиться по технологии 14 нм с применением транзисторов с вертикально расположенным затвором (fin-shaped field effect transistor, FinFET) на фабрике компании GlobalFoundries. Ожидается, что для изготовления новых чипов будет применена наиболее совершенная версия 14-нм техпроцесса — 14LPP (14nm low-power plus).

Принимая во внимание крайне медленное развитие процессорных микроархитектур в последние годы, 40-% прирост производительности за такт впечатляет. Тем не менее, многое будет зависеть не только от самой микроархитектуры, но и от практической реализации процессоров, а также их тактовых частот. При благоприятном для AMD стечении обстоятельств, очень может быть, что будущие процессоры FX будут в состоянии конкурировать с наиболее мощными микросхемами Intel Core i7 во второй половине следующего года.шаблоны для dle 11.2