Микроархитектура процессора AMD 2020 года с 7-нанометровым техпроцессом
Zen 3 — название микроархитектуры ЦП от AMD , выпущенной 5 ноября 2020 года. [2] [3] Она является преемницей Zen 2 и использует 7-нм техпроцесс TSMC для чиплетов и 14-нм техпроцесс GlobalFoundries для кристалла ввода-вывода на серверных чипах и 12-нм техпроцесс для настольных чипов. [4] Zen 3 используется в основных настольных процессорах Ryzen 5000 (кодовое название «Vermeer») и серверных процессорах Epyc (кодовое название «Milan»). [5] [6] Zen 3 поддерживается на материнских платах с чипсетами серии 500 ; платы серии 400 также поддерживаются на некоторых материнских платах B450 / X470 с определенными BIOS. [7] Zen 3 — последняя микроархитектура перед тем, как AMD перешла на память DDR5 и новые сокеты, а именно AM5 для настольных чипов «Ryzen», а также SP5 и SP6 для серверной платформы EPYC и sTRX8. [3] По данным AMD, Zen 3 имеет в среднем на 19% больше инструкций за цикл (IPC), чем Zen 2 .
1 апреля 2022 года AMD выпустила новую серию Ryzen 6000 для ноутбуков/мобильных устройств, использующую улучшенную архитектуру Zen 3+, в которой реализованы заметные архитектурные улучшения энергоэффективности и управления питанием. [8] А чуть позже, 20 апреля 2022 года, AMD также выпустит процессор для настольных ПК Ryzen 7 5800X3D, который увеличил игровую производительность в среднем примерно на +15% за счет использования впервые в ПК 3D вертикального кэша L3. В частности, в виде кристалла кэша L3 объемом 64 МБ «3D V Cache», изготовленного по тому же процессу TSMC N7, что и 8-ядерный Zen 3 CCD, с которым он напрямую связан гибридной медью. [9]
Функции
Будучи первой в значительной степени «полной переработкой» ядра процессора Zen с момента первоначального выпуска семейства архитектур в начале 2017 года с Zen 1/Ryzen 1000, Zen 3 представлял собой значительное архитектурное улучшение по сравнению со своими предшественниками; имел очень значительный прирост IPC +19% по сравнению с предыдущей архитектурой Zen 2, а также был способен достигать более высоких тактовых частот. [10]
Как и Zen 2, Zen 3 состоит из двух основных комплексных кристаллов (CCD) вместе с отдельным кристаллом ввода-вывода, содержащим компоненты ввода-вывода . Zen 3 CCD состоит из одного основного комплекса (CCX), содержащего 8 ядер ЦП и 32 МБ общего кэша L3 , в отличие от Zen 2, где каждый CCD состоит из 2 CCX, каждый из которых содержит 4 ядра в паре с 16 МБ кэша L3. Новая конфигурация позволяет всем 8 ядрам CCX напрямую взаимодействовать друг с другом и кэшем L3 вместо того, чтобы использовать кристалл ввода-вывода через Infinity Fabric . [10]
Zen 3 (вместе с графическими процессорами AMD RDNA2 ) также реализовал Resizable BAR , дополнительную функцию, представленную в PCIe 2.0, которая была названа Smart Access Memory (SAM). Эта технология позволяет процессору напрямую получать доступ ко всей совместимой видеопамяти видеокарты . [11] Intel и Nvidia с тех пор также реализовали эту функцию. [12]
Разобранный Ryzen 5 5600X. Присутствует только один 6-ядерный CCD. Видны контакты для второго CCD.
Крупный план ПЗС, снятый в инфракрасном свете. Этот кристалл был поврежден в процессе снятия крышки.
Крупный план кристалла ввода-вывода
В Zen 3 один кэш-пул L3 объемом 32 МБ используется совместно всеми 8 ядрами в чиплете, в то время как в Zen 2 два пула по 16 МБ каждый используется совместно четырьмя ядрами в комплексе ядер, по два на чиплет. Эта новая компоновка повышает частоту попаданий в кэш, а также производительность в ситуациях, когда требуется обмен данными кэша между ядрами, но увеличивает задержку кэша с 39 циклов в Zen 2 до 46 тактовых циклов и вдвое уменьшает пропускную способность кэша на ядро, хотя обе проблемы частично смягчаются более высокими тактовыми частотами. Общая пропускная способность кэша на всех 8 ядрах в совокупности остается прежней из-за проблем с энергопотреблением. Емкость и задержка кэша L2 остаются прежними — 512 КБ и 12 циклов. Все операции чтения и записи кэша выполняются со скоростью 32 байта за цикл. [13]
20 апреля 2022 года AMD выпустила R7 5800X3D. Впервые в настольном ПК он оснащен 3D-стекированным вертикальным кэшем L3. Его дополнительные 64 МБ поступают через гибридный кристалл TSMC N7 (7 нм) «3D V Cache», соединенный напрямую с медью, прямо поверх обычных 32 МБ 8-ядерного Zen 3 CCD, что увеличивает общую емкость кэша L3 процессора до 96 МБ и обеспечивает значительное повышение производительности, в частности, для игр; теперь он конкурирует с современными высокопроизводительными потребительскими процессорами, будучи при этом гораздо более энергоэффективным и работая на старых, более дешевых материнских платах с использованием доступной памяти DDR4. [9] И несмотря на то, что теперь он охватывает несколько кристаллов и в три раза больше (96 МБ против 32 МБ), производительность кэша L3 остается практически одинаковой; при этом X3D добавляет всего около ≈+2 нс за счет дополнительных трех-четырех циклов задержки. [14] Позднее за ним последовали Ryzen 5 5600X3D и Ryzen 7 5700X3D для нижних сегментов рынка, а затем последовало семейство процессоров Ryzen 7000X3D с архитектурой Zen 4, оснащенное 3D V Cache, на новой платформе сокета AM5.
Улучшения
Zen 3 имеет следующие улучшения по сравнению с Zen 2: [13] [15]
Базовый чиплет ядра имеет один восьмиядерный комплекс (против двух четырехъядерных комплексов в Zen 2)
Унифицированный кэш-пул L3 объемом 32 МБ, одинаково доступный всем 8 ядрам в чиплете, в отличие от двух пулов Zen 2 объемом 16 МБ, каждый из которых совместно используется 4 ядрами в комплексе ядер.
На мобильном устройстве: унифицированный L3 объемом 16 МБ
Унифицированный 8-ядерный CCX (из 2x 4-ядерных CCX на CCD)
Увеличена пропускная способность предсказания ветвлений . Размер буфера ветвлений L1 увеличен до 1024 записей (против 512 в Zen 2)
8 октября 2020 года компания AMD анонсировала четыре процессора Ryzen для настольных ПК на базе архитектуры Zen 3, в том числе один Ryzen 5, один Ryzen 7 и два Ryzen 9, имеющие от 6 до 16 ядер. [2]
Процессоры для настольных ПК
Процессоры Ryzen 5000 series для настольных ПК имеют кодовое название Vermeer . Модели во второй таблице основаны на APU Cezanne с отключенным интегрированным графическим процессором . В то же время серия Ryzen Threadripper Pro 5000 имела кодовое название Chagall .
Общие характеристики настольных процессоров Ryzen 5000:
Сокет: AM4 .
Все процессоры поддерживают DDR4 -3200 в двухканальном режиме.
Все процессоры поддерживают 24 линии PCIe 4.0 . 4 линии зарезервированы для связи с чипсетом.
Интегрированной графики нет.
Кэш L1 : 64 КБ на ядро (32 КБ данные + 32 КБ инструкции).
^ Производительность одинарной точности рассчитывается на основе базовой (или повышенной) тактовой частоты ядра на основе операции FMA .
^ Все iGPU имеют торговую марку AMD Radeon Graphics .
^ abcdef Модель также доступна в версии PRO как 5350GE, [26] 5350G, [27] 5650GE, [28] 5650G, [29] 5750GE, [30] 5750G, [31] выпущена 1 июня 2021 г. [32]
Мобильные ВСУ
Сезанн
в
т
е
^ Все iGPU имеют торговую марку AMD Radeon Graphics .
^ Производительность одинарной точности рассчитывается на основе базовой (или повышенной) тактовой частоты ядра на основе операции FMA .
Встроенные процессоры
в
т
е
Серверные процессоры
Серверная линейка чипов Epyc на базе Zen 3 называется Milan и является последним поколением чипов, использующих сокет SP3 . [6] Epyc Milan был выпущен 15 марта 2021 года. [64]
Общие черты:
SP3- разъем
Микроархитектура Zen 3
Техпроцесс TSMC 7 нм для вычислительных и кэш-кристаллов, технологический процесс GloFo 14 нм для кристалла ввода-вывода
MCM с одним кристаллом ввода-вывода (IOD) и несколькими комплексными кристаллами ядер (CCD) для вычислений, один комплекс ядер (CCX) на чиплет CCD
128 линий PCIe 4.0 на сокет, 64 из которых используются для Infinity Fabric в платформах 2P
Модели серии 7003X включают кристаллы кэш-памяти L3 объемом 64 МБ, расположенные поверх вычислительных кристаллов ( 3D V-Cache ).
Модели серии 7003P ограничены однопроцессорной работой ( 1P )
в
т
е
^ Базовые комплексы (CCX) × ядра на CCX
Дзен 3+
Zen 3+ — это кодовое название обновления микроархитектуры Zen 3, которая фокусируется на повышении энергоэффективности. Она была выпущена в апреле 2022 года с серией мобильных процессоров Ryzen 6000.
Возможности и улучшения
Zen 3+ имеет 50 новых или улучшенных функций управления питанием по сравнению с Zen 3, а также обеспечивает адаптивную структуру управления питанием, а также новые состояния глубокого сна. В целом, это приносит улучшения эффективности как в режиме ожидания, так и под нагрузкой, с ростом производительности на ватт до 30% по сравнению с Zen 3, а также более длительным сроком службы батареи. [65] [66]
IPC идентичен Zen 3; повышение производительности Ryzen 6000 по сравнению с мобильными процессорами Ryzen 5000 обусловлено его более высокой эффективностью (следовательно, большей производительностью в форм-факторах с ограничением мощности, таких как ноутбуки), а также повышенной тактовой частотой за счет использования меньшего узла TSMC N6. [67]
Реализация Zen 3+ в Rembrandt также поддерживает память DDR5 и LPDDR5.
Продукция
Рембрандт
1 апреля 2022 года AMD выпустила серию мобильных APU Ryzen 6000 под кодовым названием Rembrandt. Она впервые представляет PCIe 4.0 и DDR5/LPDDR5 в APU для ноутбука, а также представила интегрированную графику RDNA2 для ПК. Она построена на 6-нм узле TSMC. [8]
Общие характеристики процессоров APU Ryzen 6000 для ноутбуков:
Разъем: FP7, FP7r2.
Все процессоры поддерживают DDR5 -4800 или LPDDR5 -6400 в двухканальном режиме.
Кэш L1 : 64 КБ (32 КБ данных + 32 КБ инструкций) на ядро.
^ Производительность одинарной точности рассчитывается на основе базовой (или повышенной) тактовой частоты ядра на основе операции FMA .
^ abcdefgh Модель также доступна в версии PRO (6650U [69] , 6650H [70] , 6650HS [71] , 6850U [72] , 6850H [73] , 6850HS [74] , 6950H [75] , 6950HS [76] ), выпущенная 19 апреля 2022 года.
Рембрандт-Р
Rembrandt-R — кодовое название обновления процессоров под кодовым названием Rembrandt, выпущенных в январе 2023 года как серия мобильных APU Ryzen 7035.
Общие характеристики процессоров APU Ryzen 7035 для ноутбуков:
Разъем: FP7, FP7r2.
Все процессоры поддерживают DDR5 -4800 или LPDDR5 -6400 в двухканальном режиме.
Кэш L1 : 64 КБ (32 КБ данных + 32 КБ инструкций) на ядро.
^ Производительность одинарной точности рассчитывается на основе базовой (или повышенной) тактовой частоты ядра на основе операции FMA .
Ссылки
^ Демерджян, Чарли (7 ноября 2020 г.). «Долгий взгляд на ядро и чипы Zen 3 от AMD». SemiAccurate . Получено 1 февраля 2021 г.
^ ab AMD (8 октября 2020 г.). Where Gaming Begins, AMD Ryzen™ Desktop Processors. YouTube . Получено 13 ноября 2022 г. .
^ ab Hruska, Joel (10 января 2020 г.). «Лиза Су из AMD подтверждает выход Zen 3 в 2020 г. и рассказывает о проблемах в ноутбуках». ExtremeTech . Получено 13 ноября 2022 г.
^ Кютресс, Ян (9 октября 2020 г.). «AMD Ryzen 5000 и Zen 3 5 ноября: +19% IPC, заявляет о лучшем игровом процессоре». AnandTech . Получено 13 ноября 2022 г. .
^ Кнапп, Марк; Хансон, Мэтт (8 октября 2020 г.). «Дата выхода AMD Zen 3, характеристики и цена: все, что мы знаем об AMD Ryzen 5000». TechRadar . Получено 13 ноября 2022 г. .
^ ab Alcorn, Paul (5 октября 2019 г.). "AMD dishs on Zen 3 and Zen 4 architecture, Milan and Genoa roadmap". Tom's Hardware . Получено 5 октября 2019 г. .
^ Hruska, Joel (20 мая 2020 г.). «AMD будет поддерживать процессоры Zen 3 и Ryzen 4000 на материнских платах X470 и B450». ExtremeTech . Получено 20 мая 2020 г. .
^ ab "AMD представляет новые мобильные процессоры Ryzen, объединяющие ядро "Zen 3+" с графикой AMD RDNA 2 в Powerhouse Design". AMD (пресс-релиз). Санта-Клара, Калифорния . 4 января 2022 г. Получено 27 мая 2022 г.
^ ab "AMD запускает новейший игровой процессор, привносит производительность энтузиастов в расширенную линейку процессоров Ryzen для настольных ПК". AMD (пресс-релиз). Санта-Клара, Калифорния . 15 марта 2021 г. Получено 13 ноября 2022 г.
^ ab "AMD "Zen 3" Core Architecture". AMD . Архивировано из оригинала 3 марта 2022 г. . Получено 19 апреля 2024 г. .
^ Alcorn, Paul (6 ноября 2020 г.). "AMD Zen 3 Ryzen 5000 Цена, Характеристики, Дата Выпуска, Производительность, Все, Что Мы Знаем". Tom's Hardware . Получено 8 ноября 2020 г. .
^ "Производительность GeForce RTX 30 Series ускоряется с поддержкой изменяемого размера BAR | Новости GeForce". NVIDIA . Получено 13 августа 2021 г. .
^ ab Cutress, Ian; Frumusanu, Andrei (5 ноября 2020 г.). "AMD Zen 3 Ryzen Deep Dive Review: 5950X, 5900X, 5800X и 5600X протестированы". AnandTech . Получено 7 декабря 2020 г. .
^ Alcorn, Paul (25 июня 2022 г.). «Обзор AMD Ryzen 7 5800X3D: 3D V-Cache обеспечивает работу нового игрового чемпиона». Tom's Hardware . Получено 30 июня 2024 г.
^ Alcorn, Paul (26 ноября 2020 г.). «Обзор AMD Ryzen 9 5950X и 5900X: Zen 3 преодолевает барьер в 5 ГГц». Tom's Hardware . Получено 25 декабря 2020 г.
^ Швец, Геннадий (23 сентября 2022 г.). "Выпущены новые процессоры AMD Ryzen PRO". CPU-World . Получено 30 июня 2023 г. .
^ Wallosek, Игорь (8 января 2024 г.). «CES: И это продолжается — еще больше процессоров Ryzen 5000 для сокета AM4». igor´sLAB . Получено 9 января 2024 г.
^ Ганти, Анил (1 июля 2023 г.). «Цена и доступность AMD Ryzen 5 5600X3D официально подтверждены». NotebookCheck.net . Получено 1 июля 2023 г. .
^ Alcorn, Paul (30 июня 2023 г.). «AMD Ryzen 5 5600X3D поступит в продажу 7 июля по цене $229 только в Micro Center». Tom's Hardware . Получено 30 июня 2023 г.
^ ab Morales, Jowi (25 октября 2024 г.). «AMD запускает процессоры Ryzen 5 5600T и 5600XT для сокетов AM4 — цены начинаются от $186». Tom's Hardware . Получено 9 ноября 2024 г. .
^ Лю, Чжие (30 июня 2022 г.). «AMD Ryzen 7 5700 появляется без Radeon Vega iGPU». Tom's Hardware .
^ Боншор, Гэвин (12 июля 2023 г.). «AMD Quietly Introduces Ryzen 3 5100 Quad-Core Processor For AM4». AnandTech . Получено 12 июля 2023 г. .
^ Лю, Чжие (4 июля 2023 г.). «Бюджетный процессор Ryzen 3 5100 может преуспеть на розничном рынке». Tom's Hardware . Получено 15 января 2024 г.
^ Mujtaba, Mujtaba (5 июля 2023 г.). «AMD Ryzen 7 5700 8 Core & Ryzen 3 5100 4 Core Budget CPUs For AM4 Platform Confirmed». Wccftech . Получено 15 января 2024 г. .
^ ab Wallosek, Игорь (8 января 2024 г.). "CES: И это продолжается - еще больше процессоров Ryzen 5000 для сокета AM4". igor´sLAB . Получено 9 января 2024 г.
^ "AMD Ryzen 3 PRO 5350GE". AMD .
^ "AMD Ryzen 3 PRO 5350G". AMD .
^ "AMD Ryzen 5 PRO 5650GE". AMD .
^ "AMD Ryzen 5 PRO 5650G". AMD .
^ "AMD Ryzen 7 PRO 5750GE". AMD .
^ "AMD Ryzen 7 PRO 5750G". AMD .
^ btarunr (1 июня 2021 г.). «AMD анонсирует процессоры Ryzen 5000G и PRO 5000G для настольных ПК». TechPowerUp .
^ "AMD Ryzen 9 5980HX". AMD .
^ "AMD Ryzen 9 5980HS". AMD .
^ "AMD Ryzen 9 5900HX". AMD .
^ "AMD Ryzen 9 5900HS". AMD .
^ "AMD Ryzen 7 5800H". AMD .
^ "AMD Ryzen 7 5800H Specs". TechPowerUp . Получено 17 сентября 2021 г. .
^ "AMD Ryzen 7 5800HS". AMD .
^ "AMD Ryzen 7 5800U". AMD .
^ "AMD Ryzen 5 5600H". AMD .
^ "AMD Ryzen 5 5600H Mobile Processor - 100-000000296". CPU-World . Получено 17 сентября 2021 г. .
^ "AMD Ryzen 5 5600HS". AMD .
^ "AMD Ryzen 5 5600U". AMD .
^ "AMD Ryzen 5 5560U". AMD .
^ "AMD Ryzen 3 5400U". AMD .
^ "AMD Ryzen 3 5400U Mobile Processor - 100-000000288". CPU-World . Получено 17 сентября 2021 г. .
^ "AMD Ryzen 3 PRO 5450U". AMD .
^ "AMD Ryzen 5 PRO 5650U". AMD .
^ "AMD Ryzen 7 PRO 5850U". AMD .
^ "AMD Ryzen 7 5825U". AMD .
^ "AMD Ryzen 5 5625U". AMD .
^ "AMD Ryzen 3 5125C". AMD .
^ "AMD Ryzen 3 PRO 5475U". AMD .
^ "AMD Ryzen 5 PRO 5675U". AMD .
^ "AMD Ryzen 7 PRO 5875U". AMD .
^ "AMD Ryzen 3 5425C". AMD .
^ "AMD Ryzen 5 5625C". AMD .
^ "AMD Ryzen 7 5825C". AMD .
^ "AMD расширяет свое лидерство, представив широчайший ассортимент высокопроизводительных ПК-продуктов для мобильных устройств и настольных ПК". AMD .
^ abcde "Краткое описание продукта: семейство процессоров AMD Ryzen Embedded V3000" (PDF) . AMD .
^ "AMD запускает процессоры серии Ryzen Embedded V3000, обеспечивающие новый уровень производительности и энергоэффективности для «постоянно доступных» систем хранения данных и сетей". AMD .
^ Alcorn, Paul (15 марта 2021 г.). "Watch AMD's EPYC 7003 Milan Launch Here". Tom's Hardware . Получено 23 июля 2021 г.
^ Поланко, Тони (23 июня 2022 г.). «AMD Ryzen 6000 характеристики, производительность и все, что мы знаем». Tom's Guide . Получено 24 апреля 2023 г. .
^ «Подробное описание архитектуры AMD Zen3+ и мобильных процессоров Ryzen 6000 «Rembrandt». TechPowerUp . 18 февраля 2022 г. . Получено 24 апреля 2023 г. .
^ Шиссер, Тим (17 февраля 2022 г.). «AMD запускает серию Ryzen 6000 для ноутбуков: что нового в архитектуре Zen 3+?». TechSpot . Получено 24 апреля 2023 г.
^ "AMD представляет новые мобильные процессоры Ryzen, объединяющие ядро "Zen 3+" с графикой AMD RDNA 2 в дизайне Powerhouse". AMD .
^ "AMD Ryzen 5 PRO 6650U". AMD .
^ "AMD Ryzen 5 PRO 6650H". AMD .
^ "AMD Ryzen 5 PRO 6650HS". AMD .
^ "AMD Ryzen 7 PRO 6850U". AMD .
^ "AMD Ryzen 7 PRO 6850H". AMD .
^ "AMD Ryzen 7 PRO 6850HS". AMD .
^ "AMD Ryzen 9 PRO 6950H". AMD .
^ "AMD Ryzen 9 PRO 6950HS". AMD .
^ «AMD расширяет свое лидерство, представляя широчайший ассортимент высокопроизводительных ПК-продуктов для мобильных устройств и настольных ПК». AMD . 4 января 2023 г.
^ "AMD запускает Ryzen 5 7235H и Ryzen 7 7435H APU с ядрами Zen3+ и отключенным iGPU". Videocardz . 1 апреля 2024 г. . Получено 1 апреля 2024 г. .
^ Зухаир, Мухаммад (31 марта 2024 г.). «AMD молчаливо представила два новых APU Ryzen 5 7235H и 7235HS «Zen 3+» для ноутбуков и настольных ПК». Wccftech . Получено 31 марта 2024 г.