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AMDZen2架构解析7nm加持吞吐量翻倍

导读 AMD Zen架构取得了空前成功,今年还优化为Zen+增强版,并有同样优化的12nm製程加持,而现在我们终于迎来了全新的第二代Zen 2架构,以及全
AMD Zen架构取得了空前成功,今年还优化为Zen+增强版,并有同样优化的12nm製程加持,而现在我们终于迎来了全新的第二代Zen 2架构,以及全新的7nm製程。

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2018-11-7 09:51 上传


AMD原计划採用GlobalFoundries 7nm为自家新CPU、GPU代工,但后者已经放弃7nm及后续製程,好在还有台积电,AMD 7nm CPU、GPU全都转移了过去,而且目前看起来很顺利,无论产品设计还是Roadmap都在按计划进行。

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2018-11-7 09:51 上传


根据台积电提供的数据,7nm相比于目前的14/12nm可以将电晶体管密度提高一倍,同等频率下功耗可以降低一半,而同等功耗下性能提升可以超过25%。如果说12nm更多地是在“数字”上领先Intel 14nm,这一次7nm则是在技术上完全实现超越,也能稍微领先Intel仍在难产的10nm。

更先进的製程一直是Intel最强有力的武器,但这次竟然被AMD完全超越,实在是令人唏嘘,即便是Intel一再强调自己的10nm相当于其他家的7nm也无济于事,毕竟人家的产品马上就要出来了。

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2018-11-7 09:52 上传


回到Zen 2,这是世界上第一个7nm的高性能x86 CPU,除了新製程主要变化包括:CPU核心执行增强、更深入的安全增强、模组化设计灵活配置并降低製造难度。

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2018-11-7 09:53 上传


Zen 2实现了两倍于第一代的吞吐能力,这主要得益于Pipeline下的改进、浮点单元和载入储存单元的翻倍、核心密度的翻倍、每单元操作功耗的减半。在前端设计上,Zen 2重点改进和优化了分支预测、指令预取、指令快取、操作快取。

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2018-11-7 10:04 上传


而在浮点方面,Zen 2将浮点宽度翻了一倍达到256-bit,载入储存频宽同样翻了一倍,并提升了分发/回退频宽,所有模组都保持着很高的吞吐量。安全性方面,AMD重点强调了新架构可以在硬体层面免疫Spectre安全漏洞。

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2018-11-7 10:05 上传


Zen 2架构支援更多核心,但并不是单纯地增加核心数量,而是採用了特殊的组合结构:EPYC最多单路64核心128线程,分为八个Die,每个Die内八个物理核心,同时外部还有一个单独的I/O Die,整合记忆体控制器、Infinity Fabric高速汇流排、I/O输入输出,专门负责联络各个Die与物理核心。

这种新的模组化设计更加灵活,可以单独针对每个模组进行优化、调配,同时藉助I/O Die大大优化了整体延迟与功耗。不过注意CPU Die部分用的是7nm製程, I/O Die部分则还是14nm,因为后者大部分都是模拟电路,对新製程并不敏感,即便上了7nm也不会带来整合度、性能、功耗的明显改善,成本却会明显增加,所以採用了这种混合製程模组组合。

以上说的都是Zen 2架构的理论部分,最终落实到EPYC、Ryzen产品上,还会有不同的表现,但可以预料,新架构新製程,必然会带来明显更高的频率、更低的功耗,而且无论桌上型还是伺服器,AMD这几年都会保持前后代相容。

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