Ryzen ( / ˈ r aɪ z ən / , RY -zən ) [5] — бренд [6] многоядерных микропроцессоров x86-64 , разработанных и продаваемых компанией Advanced Micro Devices (AMD) для настольных компьютеров, мобильных устройств, серверов и встраиваемых систем. платформы на базе микроархитектуры Zen . Он состоит из центральных процессоров (ЦП), предназначенных для массового сегмента, сегментов энтузиастов, серверов и рабочих станций, и блоков ускоренной обработки (APU), предназначенных для сегментов массового и начального уровня, а также для встраиваемых системных приложений.
Большинство потребительских продуктов AMD Ryzen используют платформу AM4 . В августе 2017 года AMD выпустила линейку Ryzen Threadripper , ориентированную на рынок рабочих станций для энтузиастов. Ryzen Threadripper использует другие, более крупные разъемы, такие как TR4 , sTRX4 и sWRX8 , которые поддерживают дополнительные каналы памяти и линии PCI Express . AMD перешла на новую платформу AM5 для потребительских настольных компьютеров Ryzen с выпуском продуктов Zen 4 в конце 2022 года.
13 декабря 2016 года AMD анонсировала новую серию процессоров под названием «Ryzen» и представила их в первом квартале 2017 года [6] — первые из нескольких поколений. Серия 1000 имела до восьми ядер и 16 потоков, что прирост количества инструкций за цикл (IPC) составил +52 процента по сравнению с предыдущими продуктами ЦП. [7]
Второе поколение процессоров Ryzen, серия Ryzen 2000, выпущенное в апреле 2018 года, имело микроархитектуру Zen+ . Совокупная производительность увеличилась на +10 процентов (из которых примерно +3 процента пришлось на IPC и +6 процентов на тактовую частоту. [8] [9] Самое главное, Zen+ исправил задержки кэша и памяти, которые были основными слабыми местами. [10]
Третье поколение процессоров Ryzen, выпущенное 7 июля 2019 года, на базе архитектуры AMD Zen 2 , отличающееся значительными улучшениями конструкции со средним приростом IPC +15 процентов, удвоением возможностей операций с плавающей запятой до полного 256-битного пути выполнения данных. как и Intel Haswell , выпущенный в 2014 году, [11] переход к дизайну корпуса на основе «чиплетов» в стиле многочипового модуля (MCM) и дальнейшее сокращение производства до 7-нм техпроцесса Тайваньской компании по производству полупроводников ( TSMC ) .
16 июня 2020 года AMD анонсировала новые процессоры Ryzen 3000 серии XT с увеличенной тактовой частотой и другими улучшениями производительности по сравнению с процессорами отличных от XT. [12]
8 октября 2020 года AMD анонсировала архитектуру Zen 3 для своих процессоров серии Ryzen 5000, которая обеспечивает улучшение IPC на 19 процентов по сравнению с Zen 2, при этом построенная на том же 7-нм узле TSMC со штатными рабочими частотами, превышающими 5 ГГц впервые со времен AMD Piledriver. [13] За этим последовал необычно короткий промежуточный выпуск процессоров серии Ryzen 6000, предназначенных только для мобильных устройств, 4 января 2022 года с использованием слегка измененного ядра Zen 3+ на 6-нм техпроцессе от TSMC и заявлений о повышении производительности до 15 процентов. подъем увеличивается за счет частоты, а не за счет IPC. [14]
Серия Ryzen 7000 была выпущена 27 сентября 2022 года для настольных компьютеров и оснащена новым ядром Zen 4 с приростом IPC на +13 процентов и увеличением частоты на +15 процентов при заявленной почти +30 процентах однопоточной производительности. [15] Серия Ryzen 7000 также оснащена новым разъемом AM5, который поддерживает только DDR5 SDRAM .
Ryzen — это реализация новой микроархитектуры Zen на потребительском уровне , полная модернизация, которая ознаменовала возвращение AMD на рынок высокопроизводительных центральных процессоров (ЦП), предлагая линейку продуктов, способную конкурировать с Intel. [16] [17] Имея больше вычислительных ядер, процессоры Ryzen предлагают более высокую многопоточную производительность при той же цене по сравнению с процессорами Intel Core. [18] Архитектура Zen обеспечивает улучшение количества инструкций за цикл (такт) более чем на 52 процента по сравнению с ядром AMD Bulldozer предыдущего поколения без увеличения энергопотребления. [7] Изменения в архитектуре набора команд также добавляют процессорам AMD совместимость двоичного кода . [19]
Threadripper, предназначенный для настольных компьютеров высокого класса (HEDT) и профессиональных рабочих станций, не разрабатывался как часть бизнес-плана или конкретной дорожной карты. Вместо этого небольшая команда внутри AMD увидела возможность разработать преимущества планов процессоров Ryzen и EPYC , чтобы дать AMD лидерство в производительности процессоров для настольных ПК. После того, как в свободное время был достигнут некоторый прогресс, проект получил зеленый свет и к 2016 году был включен в официальную дорожную карту. [20]
Ryzen AI — это торговая марка аппаратной реализации искусственного интеллекта AMD XDNA на потребительских процессорах Ryzen, а также поддерживающего его программного обеспечения-драйвера. Представленный в серии мобильных устройств Ryzen 7040 в середине 2023 года, он может использоваться для запуска приложений искусственного интеллекта, таких как фоновые эффекты камеры, распознавание голоса, удаление артефактов на фотографиях и сглаживание кожи. [21] Эти задачи обычно выполняются на ядрах ЦП, но при этом используется значительное количество энергии и большое тепловое воздействие. Ускоритель искусственного интеллекта — это чип, созданный для эффективного выполнения определенных задач, подобно видеодекодеру. [22]
Поддержка программного обеспечения для Microsoft Windows стала широко доступной в декабре 2023 года [23] , а поддержка программного обеспечения для Linux была введена в январе 2024 года. [24]
Ryzen AI не следует путать с XDNA, которая является названием AMD для ее архитектуры ускорителя искусственного интеллекта, основанной на интеллектуальной собственности, полученной в результате приобретения AMD компании Xilinx . [22]
Первые процессоры Ryzen 2000, основанные на 12-нм микроархитектуре Zen+ , были объявлены для предварительного заказа 13 апреля 2018 года [36] и выпущены шесть дней спустя. Процессоры Ryzen на базе Zen+ основаны на архитектуре Pinnacle Ridge [37] , а процессоры Threadripper основаны на архитектуре Colfax. В августе последовал первый из серии продуктов Ryzen Threadripper 2000 года, в котором была реализована технология Precision Boost Overdrive [33] . Ryzen 7 2700X поставлялся в комплекте с новым кулером Wraith Prism.
В январе 2018 года AMD анонсировала первые два настольных APU Ryzen со встроенной графикой Radeon Vega под кодовым названием Raven Ridge. Они были основаны на архитектуре Zen первого поколения. Ryzen 3 2200G и Ryzen 5 2400G были выпущены в феврале. [38]
В мае 2017 года AMD продемонстрировала мобильный APU Ryzen с четырьмя ядрами процессора Zen и графическим процессором Radeon Vega . [39] Первые мобильные APU Ryzen под кодовым названием Raven Ridge были официально выпущены в октябре 2017 года. [40]
В феврале 2018 года AMD анонсировала серию V1000 встраиваемых гибридных процессоров Zen+ Vega на базе архитектуры Great Horned Owl с четырьмя SKU. [42]
В апреле 2019 года AMD анонсировала еще одну линейку встроенных гибридных процессоров Zen+ Vega, а именно серию Ryzen Embedded R1000 с двумя SKU. [43]
27 мая 2019 года на выставке Computex в Тайбэе компания AMD представила процессоры Ryzen третьего поколения, использующие архитектуру AMD Zen 2 . Для микроархитектур этого поколения Ryzen использует Matisse , а Threadripper — Castle Peak . Конструкция чиплета разделяет ядра ЦП, изготовленные по процессу 7FF компании TSMC , и модули ввода-вывода, изготовленные по процессу 12LP компании GlobalFoundries , и соединяет их через Infinity Fabric . [44] В серии Ryzen 3000 используется разъем AM4, как и в более ранних моделях, и это первый процессор, предлагающий возможность подключения PCI Express 4.0 (PCIe). [45] Новая архитектура обеспечивает увеличение количества инструкций за такт (IPC) на 15 % и снижение энергопотребления. Другие улучшения включают удвоение размера кэша L3, переоптимизацию кэша инструкций L1, больший кэш микроопераций, удвоение пропускной способности AVX/AVX2, улучшенное предсказание ветвей и улучшенную предварительную выборку инструкций. [44] 6-, 8- и 12-ядерные процессоры стали общедоступными 7 июля 2019 года, а 24-ядерные процессоры были выпущены в ноябре. [46]
Конкурирующий процессор Intel Core i9-10980XE имеет всего 18 ядер и 36 потоков. Другой конкурент, ориентированный на рабочие станции Intel Xeon W-3275 и W-3275M , имеет 28 ядер, 56 потоков и стоит дороже при запуске. [ нужна цитата ]
4-, 6- и 8-ядерные процессоры имеют один ядерный чиплет. 12- и 16-ядерные процессоры имеют по два ядра. Во всех случаях кристалл ввода-вывода один и тот же. [44]
24- и 32-ядерные процессоры Threadripper имеют четырехъядерные чипсеты. 64-ядерный процессор имеет восемь ядерных чипсетов. Все процессоры Threadripper используют один и тот же кристалл ввода-вывода.
Как мобильные, так и настольные APU основаны на микроархитектуре Picasso, 12-нм обновленной версии Raven Ridge, предлагающей скромное (6 процентов) увеличение тактовой частоты (до дополнительного максимального повышения до 300 МГц), Precision Boost 2, до 3 процентное увеличение IPC благодаря переходу на ядро Zen+ с уменьшенными задержками кэша и памяти, а также новым добавленным материалом для пайки термоинтерфейса для деталей настольного компьютера. [47] Изготовлено на заводе GlobalFoundries . Это дает 12-нм процессору Ryzen (обновление Zen+) по сравнению с «оригинальными» 14-нм ядрами Zen, первоначально выпущенными в 2017 году, совокупный прирост производительности на 10 процентов при переходе от 14-нм к 12-нм техпроцессу.
В 2019 году AMD впервые выпустила APU Ryzen 3000, состоящие только из четырехъядерных частей. Затем, в январе 2020 года, они анонсировали недорогие двухъядерные мобильные компоненты под кодовым названием Dalí, включая Ryzen 3 3250U.
APU Ryzen 4000 основаны на Renoir — обновленной версии процессорных ядер Zen 2 Matisse в сочетании с ядрами графического процессора Radeon Vega. В середине 2020 года они были выпущены только OEM-производителям. В отличие от Матисса, Ренуар не поддерживает PCIe 4.0. [48]
APU Ryzen Pro 4x50G аналогичны APU 4x00G, за исключением того, что они поставляются в комплекте с кулером Wraith Stealth и не поставляются только OEM. [49] Возможно, это ошибка в списке, поскольку процессоры 4x50G недоступны в розничной продаже (по состоянию на октябрь 2020 г.), а SKU PRO обычно представляют собой только OEM-детали.
В апреле 2022 года AMD выпустила в розницу Ryzen 5 4600G и выпустила серию процессоров Ryzen 4000 без встроенной графики для пользователей с ограниченным бюджетом. [50] В отличие от процессоров серии Ryzen 3000, основанных на ядрах Matisse , эти новые настольные процессоры серии Ryzen 4000 основаны на ядрах Renoir и по сути представляют собой APU с отключенной встроенной графикой .
APU Zen 2, основанные на 7-нм микроархитектуре Renoir, продаются как Ryzen 4000. [51] [52] [53]
В ноябре 2020 года AMD анонсировала серию встраиваемых гибридных процессоров Zen 2 Vega V2000.
Серия Ryzen 5000 для настольных ПК, основанная на микроархитектуре Zen 3 , была анонсирована 8 октября 2020 года. [54] [55] Они используют тот же производственный процесс 7 нм, который немного усовершенствовался. [56] Основные процессоры Ryzen 5000 имеют кодовое название Vermeer . Процессоры Threadripper 5000 для энтузиастов и рабочих станций имеют кодовое название Chagall , [57] первоначально называвшееся Ryzen Threadripper 4000 под кодовым названием Genesis . [58]
В отличие от своих аналогов ЦП, APU состоят из одиночных кристаллов со встроенной графикой и кэшем меньшего размера. APU под кодовым названием Cezanne не поддерживают PCIe 4.0, чтобы сохранить низкое энергопотребление. [59]
Серия 5000 включает модели на базе микроархитектуры Zen 2 (кодовое название Lucienne ) и микроархитектуры Zen 3 . Кодовые названия мобильных APU на базе Zen 3 — Cezanne для моделей 2021 года и Barceló для моделей 2022 года. Модели HX разблокированы, что позволяет их разгонять, если производитель хост-устройства предоставил эту функцию. одновременная многопоточность (SMT) теперь является стандартной для всей линейки, в отличие от Ryzen Mobile серии 4000.
На выставке CES 2022 AMD анонсировала серию мобильных устройств Ryzen 6000. Он основан на архитектуре Zen 3+ , которая представляет собой Zen 3 на 6 нм с улучшенной эффективностью, и имеет кодовое название Rembrandt . Другими заслуживающими внимания обновлениями являются графика на базе RDNA2, поддержка PCIe 4.0 и DDR5/LPDDR5. Версии этих процессоров Ryzen PRO были анонсированы 19 апреля 2022 года [60] и используют схему именования 6x50.
В мае 2022 года AMD представила свою дорожную карту, в которой показаны процессоры серии Ryzen 7000, которые будут выпущены позднее в том же году и будут основаны на архитектуре Zen 4 с техпроцессом 5 нм (кодовое имя Raphael ). [61] [62] Включена поддержка DDR5 и PCIe 5.0 , а также переход на новый сокет AM5 . 23 мая 2022 года на программном докладе AMD Computex компания AMD официально объявила о выпуске Ryzen 7000 осенью 2022 года, продемонстрировав 16-ядерный процессор, достигающий тактовой частоты 5,5 ГГц, и заявив об увеличении однопоточной производительности на 15 процентов. [63] Первые четыре модели серии Ryzen 7000, от Ryzen 5 до Ryzen 9, были выпущены 27 сентября 2022 года. [64]
Кэш-память L2 на ядро увеличена вдвое по сравнению с Zen 3 до 1 МБ. Процессор ввода-вывода перешел с 12-нм техпроцесса на 6-нм и включает встроенный графический процессор RDNA 2 на всех моделях Ryzen 7000, а также поддержку DDR5 и PCIe 5.0. . [65] [66] Память DDR4 не поддерживается на Ryzen 7000. По данным Gamers Nexus, AMD заявила, что графический процессор RDNA предназначен для диагностических и офисных целей без использования дискретного графического процессора, а не для игр. [67] Рабочая мощность AM5 увеличена до 170 Вт со 105 Вт у AM4, при этом абсолютное максимальное энергопотребление или «отслеживание силового агрегата» (PPT) составляет 230 Вт. [68]
Серии Ryzen Threadripper и Threadripper PRO 7000 были выпущены 21 ноября 2023 года. Threadripper Pro 7000 имеет до 96 ядер. В этих новых линейках процессоров HEDT и для рабочих станций используется новый сокет sTR5 , а также DDR5 и PCIe 5.0. Для сокета sTR5 представлены два новых чипсета: TRX50 и WRX90 . [69] [70]
Серия мобильных устройств Ryzen 7000 первоначально была выпущена в сентябре 2022 года с линейкой бюджетных мобильных процессоров Zen 2 Ryzen 7020 Mendocino . [71]
В начале 2023 года была выпущена остальная часть мобильной линейки Ryzen 7000, начиная с процессоров серий Ryzen 7030, Ryzen 7035, а затем серий Ryzen 7045 и Ryzen 7040.
Серия Ryzen 7020 ориентирована на сегмент «повседневных вычислений». [72] Это новый дизайн, основанный на архитектуре Zen 2 и встроенной графике RDNA 2 .
Серия Ryzen 7030 представляет собой обновленную версию процессоров серии Ryzen 5000 под кодовым названием Barcelo [73] , ориентированную на основной сегмент тонких и легких процессоров. [72]
Серия Ryzen 7035 представляет собой обновленную версию процессоров серии Ryzen 6000 под кодовым названием «Rembrandt», [73] ориентированную на «тонкие и легкие» ноутбуки премиум-класса. [72]
Серия Ryzen 7040 — это новый дизайн, основанный на Zen 4, ориентированный на «элитный ультратонкий» сегмент. [72] Он впервые интегрирует встроенный ускоритель искусственного интеллекта (под торговой маркой «Ryzen AI») в процессор AMD, [74] и оснащен интегрированной графикой RDNA 3 с количеством вычислительных блоков до 12.
Серия Ryzen 7045 — это верхняя часть линейки, основанная на Zen 4. Она предназначена для ноутбуков «экстремальных игр и творчества», то есть ноутбуков класса замены настольных компьютеров, [72] с моделями, имеющими до 16 ядер. Он использует пакет микросхем , построенный с использованием отдельных CCD и I/OD, таких же, как те, которые используются в процессорах Raphael для настольных ПК. [75]
В общей сложности в различных моделях линейки 7000 используются четыре разные архитектуры ЦП и три разные архитектуры графического процессора. [76]
С запуском серии мобильных процессоров Ryzen 7000 была также представлена новая система наименования моделей процессоров, которая с этого момента используется с мобильными процессорами Ryzen и Athlon, а именно: [77]
Райзен/Атлон xabc :
Новая система наименования вызвала критику за то, что она слишком сложна и сбивает с толку потребителей. [78] [79] Процессоры для настольных ПК продолжат использовать старую систему именования. [80]
8 января 2024 года на выставке Consumer Electronics Show 2024 компания AMD анонсировала серию настольных APU Ryzen 8000G для сокета AM5. Эти APU основаны на Zen 4 и имеют до 12 процессоров встроенной графики RDNA3. Кроме того, модели старшего класса, такие как Ryzen 5 8600G и Ryzen 7 8700G, оснащены «Ryzen AI», который представляет собой нейронный процессор (NPU) для компьютерных приложений с искусственным интеллектом. [81] AMD утверждает, что встроенная графика в APU Ryzen 8000G способна воспроизводить игры ААА-класса, такие как Cyberpunk 2077 и Far Cry 6, при низких настройках разрешения 1080p. [82]
6 декабря 2023 года было объявлено об обновлении мобильных процессоров Ryzen 7040, названных сериями Ryzen 8040 и 8045. [83] Эти процессоры имеют небольшую оптимизацию встроенного и программного обеспечения для повышения производительности и имеют до 1,4 раза более высокую производительность NPU (на 6 TOPS выше) по сравнению с на Ryzen 7040. [84]
Первые процессоры Ryzen 7 (1700, 1700X и 1800X) дебютировали в начале марта 2017 года и в целом были хорошо приняты обозревателями аппаратного обеспечения. [85] [86] [87] Ryzen была первой совершенно новой архитектурой AMD за пять лет, и без особой первоначальной тонкой настройки или оптимизации она в целом работала хорошо для обозревателей. [88] Первоначальные чипы Ryzen хорошо работали с программным обеспечением и играми, уже представленными на рынке, исключительно хорошо работая на рабочих станциях и в большинстве игровых сценариев. По сравнению с чипами FX на базе Piledriver, чипы Ryzen на базе Zen работали холоднее, намного быстрее и потребляли меньше энергии. В конечном итоге рост IPC оказался на 52 процента выше, чем у Excavator, который на два полных поколения опережал архитектуру, которая все еще используется в предшественниках настольных ПК серии FX, таких как FX-8350 и FX-8370. [1] Хотя Zen не дотягивал до Intel Kaby Lake с точки зрения IPC и, следовательно, однопоточной пропускной способности, он компенсировал это тем, что предлагал больше ядер приложениям, которые могут их использовать. Потребляемая мощность и тепловыделение оказались конкурентоспособными с Intel, а входящие в комплект кулеры Wraith в целом были конкурентоспособны с более дорогими устройствами вторичного рынка.
Многопоточная производительность Ryzen 1800X, в некоторых случаях при использовании Blender или другого программного обеспечения с открытым исходным кодом, была примерно в четыре раза выше производительности FX-8370 или почти вдвое выше, чем у Core i7-7700K. [89] Один обозреватель обнаружил, что чипы Ryzen обычно превосходят конкурирующие процессоры Intel Core i7 за небольшую часть цены, когда используются все восемь ядер. [89]
Тем не менее, одна из жалоб среди рецензентов заключалась в том, что процессоры Ryzen отставали от своих аналогов Intel при запуске старых игр или некоторых новых игр с основными разрешениями, такими как 720p или 1080p. [90] AMD признала дефицит игровой производительности при низких разрешениях во время обсуждения на Reddit «Спроси меня что-нибудь», где объяснила, что разрабатываются обновления и исправления. [91] Последующие обновления Ashes of the Singularity: Escalation и Rise of the Tomb Raider увеличили частоту кадров на 17–31 процент на системах Ryzen. [92] [93] В апреле 2017 года разработчик id Software объявил, что в будущем в его играх будет использоваться больший параллелизм, доступный на процессорах Ryzen. [94]
Было высказано предположение, что малопоточные приложения часто приводят к недостаточному использованию процессоров Ryzen и получению более низких, чем ожидалось, результатов тестов, поскольку Zen полагается на количество ядер, чтобы компенсировать более низкий рейтинг IPC , чем у Kaby Lake. [95] [96] [97] Однако AMD и другие утверждают, что планирование потоков не является фундаментальной проблемой производительности Windows 10. [98] [99] Ранним материнским платам AM4 также мешали ошибки BIOS и плохая поддержка памяти DDR4. [ нужна цитата ]
AMD подтвердила, что компьютеры с процессорами Ryzen могут загружать 64- и 32-разрядные версии Windows 7 и Windows 8 , но на более новом оборудовании, включая AMD Ryzen и Intel Kaby Lake и более поздние версии, Microsoft официально поддерживает только использование Windows 10 . Центр обновления Windows блокирует установку обновлений на новые системы под управлением старых версий Windows, хотя это ограничение можно обойти с помощью неофициального патча. [100] Windows 11 официально поддерживается только на APU и процессорах Ryzen с архитектурой Zen+ или новее; системы, использующие процессоры или APU на базе архитектуры Zen, не имеют права получать обновления. [101] [102] [103]
Хотя компания AMD первоначально объявила, что драйверы набора микросхем Ryzen не будут предоставляться для Windows 7, [104] ее пакеты драйверов набора микросхем фактически перечисляют и включают их. [105]
Для полной поддержки функций производительности процессоров Ryzen в Linux требуется ядро версии 4.10 или новее. [106]
Как и почти все современные высокопроизводительные микропроцессоры, Ryzen был подвержен уязвимостям Spectre . Уязвимости можно устранить без изменений оборудования с помощью обновлений микрокода и обходных путей операционной системы, но такие меры влекут за собой снижение производительности. [107] Ryzen и Epyc страдают от снижения до 20 процентов, [108] в зависимости от рабочей нагрузки, что выгодно отличается от штрафа в некоторых тестах до 30 процентов для процессоров Intel Core и Xeon , [109] [110] в частично из-за того, что процессоры AMD не требуют устранения соответствующей уязвимости Meltdown . [111]
Zen 2, выпущенный в 2019 году, включает в себя аппаратные средства защиты от уязвимости спекулятивного обхода хранилища Spectre V4. [44] [112]
Некоторые ранние поставки процессоров серии Ryzen 1000 приводили к ошибкам сегментации при некоторых рабочих нагрузках в Linux, особенно при компиляции кода с помощью GNU Compiler Collection (GCC). [113] AMD предложила заменить затронутые процессоры на более новые, не затронутые этой проблемой. [114]
В начале 2018 года израильская консалтинговая фирма по компьютерной безопасности CTS Labs заявила, что обнаружила несколько серьезных недостатков в экосистеме компонентов Ryzen, [115] публично раскрыла их, предоставив AMD 24 часа на ответ, а также выразив обеспокоенность и вопросы относительно их легитимности, [116] [117] , хотя позже они были подтверждены двумя отдельными охранными фирмами. [118] AMD впоследствии заявила, что, хотя недостатки реальны и будут исправлены с помощью обновлений микрокода , их серьезность была преувеличена, поскольку для использования недостатков требуется физический доступ к оборудованию. [119]