AMD 7nm Zen2架構詳解:從優秀到卓越

2019年07月08日11:50:48 武漢江漢炫機通訊官網 200 views 網絡整理
摘要

AMD 7nm Zen2架構詳解:從優秀到卓越

不知不覺中AMD的銳龍處理器上市2年半了,2017年橫空出世的Zen架構也發展了兩代了,如今上市的是第三代銳龍——銳龍Ryzen 3000系列了,回頭再看的時候發現當前的主力銳龍Ryzen 7 2700X開始陸續下架了,正如很多人不記得銳龍7 1800X處理器下架一樣。

管理學中有個著名的說法——從優秀到卓越,這句話用來形容現在的AMD再合適不過了。

基于7nm工藝打造的第三代銳龍,相信很多人都很感興趣它頻率、核心、性能都大幅提升的背后,是有哪些架構的革新與調整,今天就拿著AMD官方的PPT,給大家深入淺出地講一講吧——

本文內容較長、而且涉及的專業名詞、術語比較多,閱讀也有一定的門檻,但我已經盡可能從簡地解釋了,對于喜歡DIY、感興趣半導體技術的粉絲們,不妨找個安靜的地方,好好地看一看,應該多少都能有點收獲的。

在過去的幾年中,AMD一直在研發更高性能更高能效的Zen架構,所以才有2017年銳龍處理器問世時AMD震驚世人的52% IPC性能提升,這種架構級別的提升比起大家調侃的Intel式擠牙膏升級實在太猛了,從性能到能效都是質的變化。

AMD 7nm Zen2架構詳解:從優秀到卓越

從這點上來說,兩年前的第一代銳龍1000系列可以說一鳴驚人,讓落后多年的AMD拿到了高性能CPU市場的新門票,從此這個市場不再是Intel的獨角戲,DIY玩家期待的雙雄爭霸局面回來了,CPU市場格局變了,Intel在這兩年中接連從4核升級到6核再到8核,不再擠牙膏升級了,這點上確實是AMD的功勞。

不過現在的兩代銳龍處理器還是有一點嚴重不足的——單核性能不足,導致AMD一些游戲及專業應用的性能不如Intel。

從一代銳龍到二代銳龍,AMD將CPU架構從14nm Zen改進到了12nm Zen+,但這依然是小修小補,縮短了與Intel的單核差距,但沒有質變,在那樣的工藝及架構下已經挖掘不出更高頻率的潛力了。

AMD 7nm Zen2架構詳解:從優秀到卓越

管理學中有個著名的說法——從優秀到卓越,這句話用來形容現在的AMD再合適不過了,14/12nm公司的銳龍處理器是優秀的處理器,但還有一些槽點沒能解決,而現在的7nmm Zen 2架構目標是卓越,AMD從追趕者變成領導者的任務就要靠它了。

AMD 7nm Zen2架構詳解:從優秀到卓越

此前AMD在CPU路線圖中對Zen 2架構的概述就是多維度增強Zen架構,從官方定性來看我們可以把Zen 2當作深度改進版的Zen——基本的CPU結構變化不大,但工藝、封裝、單核及多核上全面改進。

AMD 7nm Zen2架構詳解:從優秀到卓越

AMD官方對Zen 2架構的優勢主要集中在三方面——性能、工藝及并行,我們的介紹也主要圍繞這三部分進行。

第三代銳龍用上7nm工藝:AMD CPU史上首次全面領先Intel

對CPU這種極其先進的邏輯芯片來說,任何重要的進步都離不開制程工藝的升級,14/12nm銳龍上的一些缺點,比如CPU單核頻率還不夠高等,AMD也不是不清楚,但他們也沒辦法了,GF的14/12nm工藝決定了上限了,不是想提頻就提頻的。

好在現在AMD上了7nm,而且代工廠從GF換到了臺積電,說起來這件事也有很多波折,去年8月初GF黯然宣布無限期停止7nm及以下工藝的研發、生產,原本是準備GF、臺積電兩條腿走路的AMD無奈之下決定將CPU及GPU的7nm訂單全部交給臺積電。

對AMD來說,從原來的兩家代工廠變成一家代工廠,實際上風險更大了,而且臺積電之前沒有過制造高性能X86處理器的經驗,不過最終來看臺積電財大氣粗,在工藝成熟度上比GF要好得多,AMD的7nm CPU及GPU最終還是順利量產了。

AMD 7nm Zen2架構詳解:從優秀到卓越

此外,AMD的銳龍3000系列處理器使用的7nm工藝跟臺積電為華為、蘋果代工移動處理器的工藝也不同,是7nm HPC工藝,專為高性能IP核心優化的,只不過AMD及TSMC對7nm HPC工藝的公開介紹并不多。

AMD 7nm Zen2架構詳解:從優秀到卓越

從AMD公開的數據來看,7nm工藝帶來了明顯的計算效率,包括2倍的晶體管密度、功耗降低50%(同性能下),性能提升了25%(同功耗下)。