0

AMD prezentuje architekturę Zen 2 i realizuje pomysł modułowej budowy procesora

Podczas konferencji AMD Next Horizon poznaliśmy całkiem sporo detali na temat nadchodzących procesorów EPYC bazujących na architekturze Zen2. Nowe układy produkowane przez TSMC w wymiarze 7 nm zapowiadają się bardzo konkurencyjnie w stosunku do Intela i są na najlepszej drodze aby trafić do sklepów już w przyszłym roku.

AMD stawia na centra danych

Nie od dzisiaj wiadomo, że nowa architektura procesorów AMD trafi najpierw do rozwiązań profesjonalnych. Ten rynek nie tylko dynamicznie rośnie w związku z coraz większą popularnością usług chmurowych, ale również przynosi znacznie lepsze marże, a co za tym idzie większe zyski dla firmy. AMD do tego stopnia podporządkowało się rozwiązaniom profesjonalnym, że cała architektura Zen 2 jest stworzona właśnie pod kątem optymalizacji w tym segmencie rynku. A o tym, że EPYC jest zauważany może świadczyć fakt, że rozwiązania na nim oparte zacznie oferować również chmura Amazona.

Wystarczy rzucić okiem na poniższy obrazek, gdzie przedstawiono diagramy procesorów EPYC bazujących na architekturze Zen oraz Zen 2. AMD zdecydowało się na rozdzielenie rdzeni procesora od interfejsów I/O (wejść/wyjść). Takie rozwiązanie ma w przypadku serwerów wiele zalet, ale powinno też pozytywnie wpłynąć na wydajność procesorów na rynek konsumencki. Generalnie procesory oparte na architekturze Zen składają się z kilku mniejszych chipów, tzw. CCX’ów (CPU Complex), które w Zen/Zen+ mają po 4 rdzenie. Takie CCXy łączone są w pary, a dla każdej pary mamy też moduł I/O. Poszczególnie moduły (DIE) łączą się między sobą przy pomocy magistrali Infinity Fabric, co powoduje opóźnienia, szczególnie jeśli dany moduł chce uzyskać dostęp do danych w pamięci RAM, która akurat bezpośrednio połączona jest z modułem I/O w innej jednostce CCX.

W Zen 2 zmieniono nieco podejście. Od teraz mamy jednostkę CCX, która nazwana została „chipletem” i wspólny moduł I/O, który odpowiada za komunikację z pamięcią RAM oraz poszczególnymi rdzeniami procesora. Każdy chiplet posiada 8 rdzeni i jest produkowany przez TSMC w wymiarze 7 nm. Przez brak interfejsów pamięci design jest mniej skomplikowany i powinien być tańszy w produkcji (większy uzysk), a to jeden z kluczowych parametrów. Moduł zarządzający wytwarzany jest już w sprawdzonej technologii 14 nm, co też pozytywnie wpływa na koszty. Dzięki takiej konfiguracji nowy EPYC może mieć aż 64 rdzenie (128 wątków dzięki SMT) oraz ośmiokanałowy kontroler pamięci DDR4, a do tego każdy chiplet obsługuje magistralę PCIe 4.0. To spore zyski w stosunku do poprzedniej generacji. Co jednak najciekawsze, nowy EPYC zachowuje wsteczną kompatybilność z poprzednią platformą, stare procesory można bez problemu wymienić na nowe, bez konieczności wymiany całych serwerów.

7 nm robi różnicę

AMD wydaje się też być bardzo dumne z zaadoptowania technologii TSMC do wytwarzania swoich procesorów. Jak pokazuje poniższy wykres, efektywność energetyczna nowego procesu jest na najwyższym poziomie. Na slajdach znajdziemy informacje, że przy tej samej wydajności, procesor w architekturze Zen 2 potrzebuje o połowę mniej energii niż Zen w 14 nm. Co więcej, przy takim samym poborze energii zaoferuje wydajność o 25% większą w porównaniu do procesu 14 nm. Dwukrotnie zwiększono również gęstość upakowania tranzystorów, więc postęp w stosunku do aktualnie dostępnych układów powinien być znaczący.

Trudno w tej chwili wyrokować jakie mogą być wzrosty wydajności w codziennych zastosowaniach, bo nie wiemy jeszcze ile z tego podejścia do EPYCa, zachowa się układach z serii Ryzen 3000 i Threadripper. AMD w Zen 2 oferuje wiele poprawek związanych z wydajnością (zwiększona pamięć cache L1, optymalizacje cache L2 itp.), sprzętowe poprawki bezpieczeństwa związane z lukami Spectre, mniejsze opóźnienia w dostępie do pamięci RAM oraz wyższe taktowanie. Na temat konsumenckich rozwiązań nie powiedziano ani słowa, a tam też może być ciekawie. Nie jest wykluczone, że Ryzeny 3000 będą oferować więcej niż 8 rdzeni, a jeśli dorzucimy do tego odpowiednio wyższe taktowanie…