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AMD 7nm Zen2架构详解:从优秀到卓越

时间:2019-07-16 16:02   点击次   来源:登陆注册网   作者:竞技宝

不知不觉中AMD的锐龙处理器上市2年半了,2017年横空出世的Zen架构也发展了两代了,如今上市的是第三代锐龙——锐龙Ryzen 3000系列了,回头再看的时候发现当前的主力锐龙Ryzen 7 2700X开始陆续下架了,正如很多人不记得锐龙7 1800X处理器下架一样。

管理学中有个著名的说法——从优秀到卓越,这句话用来形容现在的AMD再合适不过了。

基于7nm工艺打造的第三代锐龙,相信很多人都很感兴趣它频率、核心、性能都大幅提升的背后,是有哪些架构的革新与调整,今天就拿着AMD官方的PPT,给大家深入浅出地讲一讲吧——

本文内容较长、而且涉及的专业名词、术语比较多,阅读也有一定的门槛,但我已经尽可能从简地解释了,对于喜欢DIY、感兴趣半导体技术的粉丝们,不妨找个安静的地方,好好地看一看,应该多少都能有点收获的。

在过去的几年中,AMD一直在研发更高性能更高能效的Zen架构,所以才有2017年锐龙处理器问世时AMD震惊世人的52% IPC性能提升,这种架构级别的提升比起大家调侃的Intel式挤牙膏升级实在太猛了,从性能到能效都是质的变化。

AMD 7nm Zen2架构详解:从优秀到卓越

从这点上来说,两年前的第一代锐龙1000系列可以说一鸣惊人,让落后多年的AMD拿到了高性能CPU市场的新门票,从此这个市场不再是Intel的独角戏,DIY玩家期待的双雄争霸局面回来了,CPU市场格局变了,Intel在这两年中接连从4核升级到6核再到8核,不再挤牙膏升级了,这点上确实是AMD的功劳。

不过现在的两代锐龙处理器还是有一点严重不足的——单核性能不足,导致AMD一些游戏及专业应用的性能不如Intel。

从一代锐龙到二代锐龙,AMD将CPU架构从14nm Zen改进到了12nm Zen+,但这依然是小修小补,缩短了与Intel的单核差距,但没有质变,在那样的工艺及架构下已经挖掘不出更高频率的潜力了。

AMD 7nm Zen2架构详解:从优秀到卓越

管理学中有个著名的说法——从优秀到卓越,这句话用来形容现在的AMD再合适不过了,14/12nm公司的锐龙处理器是优秀的处理器,但还有一些槽点没能解决,而现在的7nmm Zen 2架构目标是卓越,AMD从追赶者变成领导者的任务就要靠它了。

AMD 7nm Zen2架构详解:从优秀到卓越

此前AMD在CPU路线图中对Zen 2架构的概述就是多维度增强Zen架构,从官方定性来看我们可以把Zen 2当作深度改进版的Zen——基本的CPU结构变化不大,但工艺、封装、单核及多核上全面改进。

AMD 7nm Zen2架构详解:从优秀到卓越

AMD官方对Zen 2架构的优势主要集中在三方面——性能、工艺及并行,我们的介绍也主要围绕这三部分进行。

第三代锐龙用上7nm工艺:AMD CPU史上首次全面领先Intel

对CPU这种极其先进的逻辑芯片来说,任何重要的进步都离不开制程工艺的升级,14/12nm锐龙上的一些缺点,比如CPU单核频率还不够高等,AMD也不是不清楚,但他们也没办法了,GF的14/12nm工艺决定了上限了,不是想提频就提频的。

好在现在AMD上了7nm,而且代工厂从GF换到了台积电,说起来这件事也有很多波折,去年8月初GF黯然宣布无限期停止7nm及以下工艺的研发、生产,原本是准备GF、台积电两条腿走路的AMD无奈之下决定将CPU及GPU的7nm订单全部交给台积电。

对AMD来说,从原来的两家代工厂变成一家代工厂,实际上风险更大了,而且台积电之前没有过制造高性能X86处理器的经验,不过最终来看台积电财大气粗,在工艺成熟度上比GF要好得多,AMD的7nm CPU及GPU最终还是顺利量产了。

AMD 7nm Zen2架构详解:从优秀到卓越

此外,AMD的锐龙3000系列处理器使用的7nm工艺跟台积电为华为、苹果代工移动处理器的工艺也不同,是7nm HPC工艺,专为高性能IP核心优化的,只不过AMD及TSMC对7nm HPC工艺的公开介绍并不多。

AMD 7nm Zen2架构详解:从优秀到卓越

从AMD公开的数据来看,7nm工艺带来了明显的计算效率,包括2倍的晶体管密度、功耗降低50%(同性能下),性能提升了25%(同功耗下)。

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