zen[AMD微處理器架構]

AMD開發了代號為“Zen”的全新x86處理器核心,與AMD現有的x86處理器核心相比,每個時鐘周期的指令集可提高40%。 定製化64位ARM核心—“K12”核心為提高能效設計,適用於伺服器和嵌入式工作負載。

主要特點

名稱含義

Zen架構將以四個核心為一個群組,AMD將其稱為“CPU Complex”(CCX),也就是“CPU複合體”的意思。

每一個CPU複合體內包含四個Zen CPU核心,但它們是彼此完全獨立的,不像推土機架構那樣,彼此不會共享任何單元

核心架構

拾取四個x86指令 操作快取指令、四個整數單元 兩個存儲/載入單元(支持72個亂序載入) 兩個浮點單元(128-bit FMAC) 4-way 64KB一級指令快取 8-way 32KB一級數據快取 8-way 512KB二級快取 8MB共享三級快取

改進

“Zen”處理器核心在架構上有諸多先進設計,旨在提高AMD未來產品的性能、吞吐能力和能效 。

處理器主要架構改進如下

·SMT多執行緒,每個核心可支持2個執行緒

·8MB L3快取

·容量更大、更統一的L2快取

·微操作快取(Micro-op Cache)

·具備2個AES加密單元

·高能效FinFET工藝

“Zen”核心採用了最新快取層次結構,並改進了分支預測和同步多執行緒技術 。這些先進設計將使“Zen”處理器核心極具彈性,以滿足廣泛的套用需求,其中包括無風扇2合1產品、嵌入式系統、高性能計算和數據中心。

新增指令集:ADX(擴展多精度算法) 、RDSEED (補充RDRAND隨機數生成器) 、SMAP (高級模式訪問攔截) 、SHA1/SHA256 (哈希加密算法) 、CLFUSHOPT 、XSAVEC/XSAVES/XRSTORS 、CLZERO(清理快取行) PTE Coalecing

主要特性

Zen採用低功耗設計理念,包括多層級時鐘門控 、一級快取寫回 、更大操作快取 、堆疊引擎 等等。

工藝

Zen處理器會升級到14nm FinFET工藝 ,更先進的工藝不僅推動性能增長,更重要的是大幅降低了功耗,Zen處理器在能效上也會有明顯進步。

快取

每個核心都有自己的64KB一級指令快取、32KB一級數據快取、512KB二級快取。

8MB的三級快取為四個核心共享,以低位定址交錯(low-order address interleave)的方式分為四個2MB容量的區塊,不過任何一個核心訪問三級快取的延遲都是完全相同的。

效率

Zen給其內的每一個核心的32KB一級數據快取從推土機的穿透式改成了回寫式 ,不再把核心快取的數據更新與CPU和記憶體的匯流排周期綁在一起,這樣做可以維持住一級快取爆發式寫入的性能,而不用等速度更慢的記憶體在同一個匯流排周期內同步完快取的數據。

同步多執行緒

使用FinFET製程工藝 打造的全新“Zen”核支持高吞吐量的同步多執行緒技術以及DDR4兼容性 ,可與2016桌面APU共享AM4接口 。

平台支持

AM4配備專用的 PCIe® 通道 以實現優異的 USB、顯示卡、數據和其他 I/O ,不會占用其他設備和組件的通道。

AMD AM4平台關鍵技術特性包括:

· 支持DDR4記憶體

· 支持PCIe Gen 3

· 支持USB 3.1 Gen2 10Gbps

· 支持NVMe

· 支持SATA Express

主要產品

基於“Zen”核心架構(核心代號“Summit Ridge”)的全新處理器被命名為AMD RYZEN 。

規格方面,內置8核心16執行緒,主頻3.4GHz以上,擁有20MB二三級快取,95W的TDP 。

AMD RYZEN回歸傳統SMT多核多執行緒架構,重新設計核心,快取系統也全面升級。 同時製程工藝方面,從前代32nm SOI、28nm升級到14nm FinFET LPP工藝 。

關鍵技術

SenseMI技術內建於AMD RYZEN處理器,融合了感知,適應和學習等能力,結合在架構、平台、效率和處理技術上的多項其它進步。

AMD SenseMI,就是Ryzen的精華。 它由五大部分組成,那就是:精確功耗控制(Pure Power) 、精準智慧型超頻(Precision Boost) 、擴展頻率範圍(Extended Frequency Range-XFR) 、神經網路預測(Neural Net Prediction) 、智慧型預取(Smart Prefetch) 。

精確功耗控制

超過100個嵌入式感測器,以毫伏、毫瓦和每攝氏度為單位進行精確控制,實現最佳電壓,時鐘頻率,並提供最小能耗工作模式;

精準智慧型超頻

智慧型邏輯電路可監控集成的感測器,並以低至25MHz的增幅最佳化時鐘頻率,每秒高達千次;

擴展頻率範圍

當系統感測到散熱能力提升時,XFR提升精準智慧型超頻(Precision Boost)頻率,以提高性能;

神經網路預測

人工智慧神經網路,根據系統的過往運行狀況,學習預測應用程式未來行為;

智慧型預取

複雜的學習算法,跟蹤軟體行為以預測套用需求,並預先讀取和準備數據。

生態系統

晶片主機板

AMD和其主機板合作夥伴推出了一系列全新主機板,它們全部採用支持AMD RYZEN的兩款桌面晶片組:X370和X300 。

PC系統

和全球多家定製化PC製造商攜手推出一系列基於高性能AMD RYZEN處理器的"夢幻電腦"。從獨特外觀的定製化水冷系統到更精緻、更實用的解決方案。

散熱解決方案

為了滿足發燒友和PC製造商對於超靜音或超頻散熱解決方案的不同需求,AMD正與頂級散熱器製造商和供應商合作,為AM4處理器打造一系列CPU散熱器。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們