Amd zen, νέες λεπτομέρειες των βελτιώσεων της αρχιτεκτονικής

Την περασμένη Τρίτη η AMD έκανε μια παρουσίαση για να δώσει περισσότερες λεπτομέρειες για τη νέα αρχιτεκτονική X86 AMD Zen και μάλιστα μίλησε για το πώς έχει επιτευχθεί τεράστια βελτίωση στην IPC κατά 40% σε σύγκριση με τους πυρήνες εκσκαφέων.

Τεχνικές λεπτομέρειες της μικροαρχιτεκτονικής AMD Zen

Η AMD Zen σηματοδοτεί το σπάσιμο με τη δομοστοιχειωτή σχεδίαση που κυκλοφόρησε με το Bulldozer για να επανέλθει σε μια πιο παραδοσιακή προσέγγιση με πλήρεις πυρήνες, οι βασικές βελτιώσεις της Zen επικεντρώνονται σε τρεις θεμελιώδεις περιοχές:

• Απόδοση του ίδιου του κινητήρα με εντελώς νέα πρόβλεψη άλματος, εισαγωγή μνήμης cache micro-op και πολύ μεγαλύτερο παράθυρο διδασκαλίας από αυτό που υπήρχε στους προκατόχους του.

• Βελτίωση στο σύστημα cache: προφόρτωση και νέα ιεραρχία cache με 8MB δεδομένα και οδηγίες cache της L3 με στόχο τη διατήρηση υψηλών επιδόσεων του κινητήρα.

• Απόδοση: Η τεχνολογία AMD Zen αναπτύχθηκε με προηγμένη τεχνολογία FinFET 14nm και μια σειρά τεχνικών σχεδίασης ισχύος εξοικονόμησης αρχιτεκτονικής που της επιτρέπουν να παρέχει πολύ υψηλότερες επιδόσεις ανά watt που καταναλώνεται από τις προηγούμενες γενιές.

Η μικροαρχιτεκτονική Zen είναι οργανωμένη σε μονάδες που ονομάζονται CPU-Complex (CCX) που περιέχουν συνολικά τέσσερις πυρήνες και 8 MB μνήμης L3 cache. Μια νέα προσέγγιση πολύ παρόμοια με αυτή που υιοθετήθηκε από την Intel στην οποία οι πυρήνες της μοιράζονται την L3 cache και κανένα άλλο στοιχείο δεν είναι απολύτως ανεξάρτητο. Το Zen λαμβάνει μεγάλες βελτιώσεις σε όλα τα στοιχεία που αποτελούν μέρος του πυρήνα υπολογιστών για να επιτύχει μια μεγάλη βελτίωση στις επιδόσεις.

Η ακόλουθη βελτίωση βρίσκεται στο σύστημα cache με μια ιεραρχία πολύ παρόμοια με εκείνη που υπήρχε σε επεξεργαστές Phenom με την cache L3 που μοιράζεται σε κάθε ομάδα τεσσάρων πυρήνων όπως έχουμε σχολιάσει προηγουμένως. Από την άλλη πλευρά, κάθε πυρήνας έχει τις δικές του L1 και L2 κρυφές μάζες, οι οποίες είναι πολύ βελτιωμένες σε σύγκριση με αυτές που χρησιμοποιούνται στο Bulldozer. Η μνήμη cache L1 επιστρέφει τώρα ξανά και το SRAM καθιστά ταχύτερη και L2.

Μια άλλη μεγάλη βελτίωση στο Zen είναι η εισαγωγή της τεχνολογίας SMT, πολύ παρόμοια με την τεχνολογία HyperThreading της Intel και επιτρέποντας σε κάθε πυρήνα να χειρίζεται δύο κλωστές δεδομένων για να βελτιώσει την απόδοση σε πολυνηματικές εφαρμογές.

Συνεχίζουμε με τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης χάρη στις μεγάλες προόδους που έγιναν στο σχεδιασμό της μικροαρχιτεκτονικής καθώς και στη διαδικασία παραγωγής σε 14 nm FinFET, ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός σε σύγκριση με τα 32 nm SOI του Bulldozer και του Piledriver. Τα συστατικά του Zen έχουν μεγαλύτερη ικανότητα να προσαρμόζουν τις συχνότητες λειτουργίας τους και το νέο σύστημα cache είναι πολύ πιο αποδοτικό με τη χρήση ενέργειας. Τέλος, μιλάμε για τις οδηγίες που εφαρμόζονται στην AMD Zen, η νέα μικροαρχιτεκτονική υποστηρίζει ολόκληρο το σύνολο ISA που Περιλαμβάνει VX, AVX2, BMI1, BMI2, AES, RDRAND, sMEP, SHA1 / SHA256, ADX, CFLUSHopt, XSAVEC / XSAVES / XRSTORS και SMAP. Επιπλέον, προστίθενται αποκλειστικές οδηγίες AMD όπως CLzero και Coalescing.