Durante el evento Next Horizon que AMD ha celebrado este Noviembre en San Francisco, se ha desvelado importantes detalles sobre cómo será la nueva arquitectura interna de los procesadores AMD Zen 2, que poco parecido tienen con la arquitectura interna que empleaban los procesadores Zen actuales.
La gran revolución que AMD va a emplear con Zen 2 es su nueva arquitectura interna. “Nueva” en cuanto a que no se parece en nada a la arquitectura que el fabricante ha estado usando hasta ahora en sus procesadores.
Por principio, desaparece la actual distribución de los núcleos solo en los CCX, para ser reemplazada por una nueva distribución en el que los CCX (fabricados en el nodo de 7 nm) se situarán alrededor de un hub central (fabricado en 14 nm).
Esta nueva distribución busca eliminar al máximo las latencias que se producen cuando la información debe de cambiar de CCX para continuar su procesado. AMD Zen 2 no es una evolución de la actual arquitectura Zen 1, sino que es un rediseño de esta, cogiendo aquello que ha funcionado desde el principio, como lo es la modularidad de los procesadores, pero rediseñando las taras más importantes de esta arquitectura.
2019 va a ser el año en que AMD consiga, por primera vez en su historia, el liderazgo en el nodo en el que se fabrican sus nuevos productos. Tanto los procesadores AMD Zen 2, como sus tarjetas gráficas AMD Radeon Instinct MI60 serán los primeros elementos de computación dentro de un PC, que serán fabricados en el nuevo nodo de TSMC de 7 nm. Este liderazgo puede servirle bien a la marca, a la vista que Intel todavía no ha conseguido sacar a delante su problemático nodo de 10 nm, ni se le espera hasta mediados del próximo año 2019.
Pero mientras llega Zen 2 repasemos Zen desde el principio.
Ryzen es la primera implementación a nivel de consumidor de la nueva microarquitectura Zen. Las CPU de Ryzen devolvieron AMD al mercado de CPU de escritorio de gama alta, ofreciendo un rendimiento capaz de competir con la serie de CPU Core i7 de Intel. La arquitectura Zen de x86-core de alto rendimiento de AMD ofrece > 52% de mejora en el ciclo de instrucciones por reloj con respecto al núcleo AMD de la generación anterior, sin aumentar el consumo de energía. Desde el lanzamiento de las CPU Ryzen, la cuota de mercado de CPU de AMD ha aumentado.
El primer sistema basado en Zen se demostró en el 2016, y se detalló por primera vez sustancialmente en un evento auspiciado por el Intel Developer Forum 2016. Las primeras CPU basadas en Zen con el nombre en código de “Summit Ridge” llegaron al mercado a principios de marzo de 2017. Los procesadores Epyc para servidores derivados de Zen se lanzaron en junio de 2017 y las APU basadas en Zen llegaron en noviembre de 2017.
AMD Zen se basa en una apuesta muy inteligente centrada en cuatro grandes puntos:
- Una mejora de IPC frente a Excavator, la arquitectura precedente.
- Mayor eficiencia, menor consumo y mejores temperaturas.
- Alto conteo de núcleos.
- Un precio asequible y atractivo para el consumidor.
Zen se basa en un diseño de SoC. Los controladores de memoria, PCIe, SATA y USB están incorporados en el mismo chip que los núcleos del procesador. Esto tiene ventajas en el ancho de banda y la potencia, a expensas de la complejidad del chip y el área del troquel. Este diseño de SoC permite a la microarquitectura Zen escalar desde computadoras portátiles y mini PC de factor de forma pequeña a computadoras de escritorio y servidores de alta gama.
Este año 2018 han llegado los procesadores AMD Ryzen de segunda generación, Zen + es el nombre clave para el sucesor de AMD, lanzado por primera vez en abril de 2018.
Zen + utiliza el proceso de fabricación de 12 nm de GlobalFoundries, un encogimiento del troquel en relación con el proceso de 14 nm utilizado para el Zen. Sin embargo, el tamaño del dado y el recuento de transistores son los mismos para Zen y Zen +, con AMD utilizando el tamaño de función más pequeño para aumentar el espacio entre las funciones.
La reducción de la matriz permitió que Zen + lograra velocidades de reloj más altas y un menor consumo de energía que los productos Zen, aunque con solo revisiones menores en comparación con la microarquitectura Zen. Los cambios conocidos en la microarquitectura incluyen una mejor regulación de la velocidad del reloj en respuesta a la carga de trabajo, reducción de las latencias de memoria caché y memoria, aumento del ancho de banda de la memoria caché y mejor soporte de memoria SDRAM DDR4.
Zen + también admite mejoras en las funciones de reloj por núcleo, basadas en la utilización del núcleo y las temperaturas de la CPU. En última instancia, los cambios en Zen + resultaron en una mejora del 3% en IPC sobre Zen; lo que, junto con una velocidad de reloj 6% más alta, resultó en un aumento general de rendimiento de hasta un 10%.
El mercado de los procesadores de consumo general está viviendo un momento muy intenso tras el debut de la arquitectura Zen de AMD y la respuesta de Intel: Coffee Lake. Con dicha arquitectura la compañía de Sunnyvale ha vuelto a plantar cara al gigante del chip y aunque la cuota de Intel supera a AMD la distancia es cada vez menor para beneficio nuestro ya que las ofertas de AMD son notablemente económicas. En nuestro país donde el mercado se mueve diferente al resto del mundo, la balanza se inclina abrumadoramente hacia Intel muy a pesar de las bondades tecnologías y de precios de Zen, pero eso lo dejamos para analizarlo en otro artículo.
El documento es extenso; pero para mostrar muchos de los detalles internos de esta tecnología actualizados hasta la fecha, era necesario. Espero les resulte útil.
Para ver el documento completo: AMD Zen – Microarchitectura actualizada con Ryzen+ Noviembre 2018
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