AMD Next Gaming Horizon Tech Day:第三代 Ryzen 桌上型处理器 Zen 2 微架构发威

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E3 正式展开前夜,AMD 于美国加州洛杉矶举行 Next Gaming Horizon Tech Day,会中除再次重申第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器的效能与省电性,亦同步释出有关于 Zen 2 微架构的革新的地方,深入探讨与 Zen/Zen+ 微架构的异同。



AMD 在 E3 正式展开前夜,于美国加州洛杉矶举行 Next Gaming Horizon Tech Day,会中供应第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器的细致资讯,也正式宣告众所期待的主流平台十六中心 32 实行绪 Ryzen 9 3950X 即将于 9 月推出。不外在此之前,先让我们来相识 Zen 2 微架构与 Zen/Zen+ 的相异的地方。



 ▲ AMD 将推出 2 个 CCD 晶粒内部处置惩罚器中心全开的 Ryzen 9 3950X,Boost 时脉达 4.7GHz,TDP 与 Ryzen 9 3900X 雷同均为 105W,估计 2019 年 9 月正式出售,发起售价美金 749 元,折合新台币约 23,450 元。



AMD 以 4 大面向整顿第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器的提高的地方,包罗晶圆手艺、设想、平安,以及 Infinity Fabric。Zen 2 微架构和 2 年前的 Zen 微架构相比,IPC 效能增添 15%,AMD 强调高于业界均匀水准所能供应的涨幅。



TSMC 7nm

第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器封装 CCD 晶粒,交由台湾 TSMC 台积电 7nm 制程制作已是人人所知的事变。在此节点手艺,单元面积电晶体数目可供应相较于前一代 2 倍密度;如果将 2 代制程手艺耗电变量流动,7nm 可供应 1.25 倍效能,若将效能流动,7nm 耗电量唯一一半。



 ▲ AMD 与 TSMC 在 7nm 制程手艺贯穿连接深度协作,以至是下一代 7nm+。



微架构设想补完计画

在 AMD 推出 Raven Ridge 之时,我们的文章已大抵说明注解 Zen 微架构的内部组织,Zen+ 则是在记忆体阶级的效能做出些许改良,下降 Zen 快取、记忆体存取耽误较高的状况,因而也让 Zen+ 在微架构并未修正的情况下,IPC 效能硬是比 Zen 微架构多出一些。Zen 2 微架构现在看来是 Zen/Zen+ 的补完版,增强轻易被敌手拿来说嘴的局部。



首先是前端局部,分支展望器改采 TAGE 情势,可以或许供应相较以往更加准确的展望效果,L1 指令快取容量虽然从 64KB 缩减为 32KB,然则关联性从 4-way 提拔至 8-way,将省下的电晶体空间供应给 TAGE 分支展望器和 OP 快取。x86 架构最大缺点为指令解码局部,为了削减在此处的效能打击,现在 AMD 和 Intel 两边均有卖力贮存近期解码后效果的快取单元,碰到近期已解码过的指令,直接由此快取输出微运算。



 ▲ Zen 2 分支展望器改用 TAGE 情势,OP 快取从 2048 个条目晋级成 4096 个。



AMD Zen 2 架构卖力寄存近期指令解码的 OP 快取,从 2048 个条目晋级成 4096 个条目,云云看来 AMD Zen2 前端将更倚重近期实行指令的重复性,直接从 OP 快取输出微运算比起直接从 x86 指令解码更有用力。Zen2 x86 指令解码与 OP 快取每一个时脉周期输出量与 Zen/Zen+ 雷同,分别为解码 4 个指令和 8 个微运算进入微运算伫列,微运算伫列每一个时脉周期最多可配发 6 个微运算进入实行阶段。



Zen 2 微架构实行阶段照旧接纳整数与浮点数离开的体式格局,整数实行单元每时脉周期可接收最多 6 个微运算,内部卖力盘算记忆体存取位址的 AGU(Address Generation Unit),从 2 个增添至 3 个,每一个时脉单元可完成 2 个载入与 1 个贮存行动,rename register 重命名暂存器数目则从 168 个增添至 180 个。



 ▲ 整数处置惩罚单元 AGU 从 2 个增为 3 个,重命名暂存器增为 180 个。



浮点数实行单元每时脉周期则可接收最多 4 个微运算,个中曩昔针对 128bit 运算最佳化的处置惩罚单元,碰到 256bit 浮点指令时需拆成 2 个 128bit 处置惩罚的状况,Zen 2 微架构进化成 256bit 不再分拆,并犹如 Zen/Zen2 运用 4 条管线,分别为 2 个 ADD 加法和 2 个 MUL 乘法,相干贮存、载入途径也为 256bit 举行最佳化,最大供应前一世代设想的 2 倍材料传输量,MUL 乘法耽误也从 4 个时脉周期降到 3 个时脉周期。



 ▲ 浮点处置惩罚单元针对 256bit 最佳化,途径也为 256bit 举行拓宽功课,Zen 2 已可在单一时脉周期完成 AVX-256 运算。



整体而言,Zen 2 微架构 IPC 效能相较 Zen 微架构均匀生长 15%,已可相比 Intel Coffee Lake 微架构;Cinebench 单实行绪效能略为逾越,多实行绪效能更不消多说,自从 Zen 微架构宣布以来,一向都是 AMD 的刚强。



第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器内部照旧接纳实体四中心构成 1 个 CCX 的体式格局,1 个 CCD 晶粒则包罗 2 个 CCX,个中 L3 快取容量倍增,由单中心 2MB 调解成 4MB,并照旧是 victim cache 架构。细致 L3 快取容量增添前后的效能对照,将于文章后部胪陈。



 ▲ Zen 2 微架构的 CCX L3 快取容量翻倍。



 ▲ Zen 2 微架构于 Cinebench 单实行绪效能提拔约 21%,个中 60% 由 IPC 效能增长孝敬,其他 40% 由 7nm 制程提拔时脉经办。



多项平安破绽免疫

由于 AMD 和 Intel x86 处置惩罚器微架构实作处置惩罚指令体式格局的分歧,近期在 Intel 处置惩罚器发现的平安性破绽,多半其实不存在于 AMD Zen 系列微架构身上,不外依旧有着 Specture 和 speculative store by pass 等 2 项硬体破绽须要透过韧体或是功课系统/虚拟机治理员举行修复。



微架构进化至 Zen 2 以后,上述 Specture 和 speculative store by pass 将直接透过影体修复体式格局免疫,云云一来就没必要面临韧体或是功课系统层级修复体式格局带来的效能打击。



 ▲ Zen 2 微架构将透过硬体修复与功课系统/虚拟机治理员协作体式格局,修复 Specture 和 speculative store by pass 2 大平安性破绽。



Infinity Fabric 扩大性

AMD 所研发的 Infinity Fabric 互连架构,在第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器傍边照旧饰演相称重要的脚色,以便将 14nm 制程 I/O 晶粒与 1 个或是 2 个 CCD 运算晶粒互相贯穿连接,内部照旧分红 SCF(Scalable Control Fabric)卖力传输掌握讯号,SDF(Scalable Data Fabric)卖力传输材料,并且在接纳 Zen 2 微架构的产物晋级成第二代 Infinity Fabric。



 ▲ AMD 所发现的 Infinity Fabric 弹性互连架构,延续在 Zen 2 微架构 chiplet 设想发光发烧供应扩大弹性,并晋级至第二代规格。

AMD 推出第二代 Ryzen with Radeon Graphics 3000 系列桌上型处理器,12nm 与 Zen+ 在里面

AMD 今年下半年产品丰富度可说相当精彩,不仅有采用 Zen 2 微架构的第三代 Ryzen 桌上型处理器,还有 RDNA 架构 Radeon RX 5700 系列显示卡,就连 Ryzen with Radeon Graphics 桌上型处理器也导入 12nm 制程推出第二代 3000 系列,分别为 Ryzen 3 3200G 和 Ryzen 5 3400G。 AMD 今年除了第三代 Ryzen 桌上型处理器系列,内建显示 Ryzen with Radeon Graphics 系列桌上型处理器也将推出第二代 3000 系列。AMD 先行公布 2 款型号,分别为 Ryzen 3 3200G 以及 Ryzen 5 3400G,依旧维持采用 AM4 脚位插槽,连 TDP 也是坚守 65W 等级。 Ryzen 3 3200G 和 Ryzen 5 3400G 处理器核心数量以及 Radeon Graphics CU 数量维持不变,分别为四核心四执行绪与 Radeon Vega 8、四核心八执行绪与 Radeon Vega 11。但因导入 12nm 制程以及 Zen+ 微架构,处理器核心时脉以及内建显示核心时脉均有加强。 Ryzen 3 3200G 处理器核心基础与最大 Boost 时脉为 3.6GHz 和 4.0GHz,Ryzen 5 3400G 为 3.7GHz 和 4.2GHz;双方内建显示绘图时脉为 1250MHz 和 1400MHz,相较前代分别上升 13.6% 和 12%。再加上记忆体也会受惠于 Zen+ 微架构获得较高的超频能力,



竞品效能对照

现在 AMD Zen 微架构推出之时,由于接纳 4 个实体中心共组 1 个 CCX,每一个晶粒共有 2 个 CCX 的组合体式格局,推翻一样平常消耗级产物处置惩罚器中心职位对等情况,CCX 和 CCX 之间的频宽较小、耽误较大,类似于双处置惩罚器插槽的拓朴,如果功课系统未能替此类组织最佳化,很轻易由于资本挪用欠精密,终究致使效能不彰。



此次第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器系列,又再次导入新的拓朴,单一 CCD 内含 2 个 CCX,然则 CCX 和 CCX 之间须要透过与 I/O 晶粒贯穿连接的 Infinity Fabric 相同。Windows 10 May 2019 与随之更新的晶片组驱动程式,已可为第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器系列拓朴最佳化,1 组相干联的实行绪将会只管维持在一致 CCX 傍边实行。



另一方面,Windows 10 May 2019 透过 UEFI CPPC2,将第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器系列时脉挑选速率从曩昔耽误约 30ms,大幅下降至 1ms~2ms,在须要运算能量时可以或许更疾速地拉抬时脉,轻量事情负载则可疾速下降时脉更加省电。



 ▲ 第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器与重要竞品对照表。



 ▲ 第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器系列 Cinebench R20 单实行绪 IPC 与 Ryzen 7 2700X 效能提拔幅度对照表。



 ▲ Windows 10 May 2019 功课系统并装置最新晶片组驱动程式,可以或许让功课系统明白第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器系列的中心拓朴,以便最佳化事情排程器。UEFI CPPC2 也让处置惩罚器时脉调解耽误从约 30ms 下降至 1ms~2ms。



Windows 10 增援第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器系列中心拓朴前后,在 Rocket League「火箭同盟」 1080p low 效能可以或许提拔 15% 之谱,而 CPPC2 在 PCMark 10 App Launch 程式开启速率更可加速 6%。



 ▲ 如果 Windows 10 明白第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器系列中心拓朴,Rocket League 1080p low效能提拔约 15%,CPPC2 则可以让 PCMark 10 App Launch 程式开启速率提拔 6%。



前面谈到 L3 快取容量更加对效能的影响,在第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器系列的效能生长幅度比起换装 DDR4-3600 记忆体更有用。下方图片说明 2 者之间的关系式,记忆体从 DDR-2666 换装 DDR4-3600,多个游戏效能提拔幅度在 5%~10% 之间,但 L3 快取容量翻倍却可供应 10%~21% 效能涨幅。



 ▲ 由于处置惩罚器中心和记忆体掌握器分属 CCD 和 I/O 晶粒,因而 L3 容量翻倍可以或许增补存取记忆体效能丧失。



第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器系列排排站与 Intel 竞品互相对照,是一定要演出的戏码,Ryzen 9 3900X 对上 Core i9-9900K、Ryzen 7 3800X 对上 Core i9-9700K、Ryzen 5 3600X 对上 Core i5-9600K 都可供应雷同的游戏显现,但多实行绪运算效能却更佳。



风趣的是,Ryzen 7 3700X 对决 Core i9-9700K 接纳耗电量与运取消热相比,后者在 Cinebench R20 多实行绪较快产出运算效果,均匀平台耗电量为 138.65W,Core i9-9700K 倒是 158.5W,产出的废热也比 Ryzen 7 3700X 更多。



 ▲ Ryzen 9 3900X 对上 Core i9-9900K 已可供应相称的游戏效能。



 ▲ 关于内容创意生产者而言,Ryzen 9 3900X 具有更多实体中心、实行绪,相对 Core i9-9900K 显现更好。



 ▲ Ryzen 7 3700X 可以或许供应更好的多实行绪效能,耗电量也比 Core i9-9700K 更低。



 ▲ 透过 FLIR 热显像仪,得知 Core i9-9700 运取消热相较 Ryzen 7 3700X 为高。



AMD 同时不忘连带强调 X570 晶片组与软体的重要性,第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器系列和 X570 晶片组将 PCIe 4.0 带往消耗市场主流平台,供应 2 倍于 PCIe 3.0 的频宽,处置惩罚器封装自身也增援 4 个 USB 3.2 Gen2 10Gbps 连接埠和 1 个用来贯穿连接 NVMe SSD 的 PCIe 4.0 x4 通道,没必要透过晶片组。



主机板 UEFI 内部别的有个一致由 AMD 所设想的超频页面,依照厂商说法,旨在供应跨主机板厂牌的一致性体验。在 Windows 功课系统实行的 Ryzen Master 超频软体,将具有记忆体全时序调解、自动超频功用,亦可汇入或是汇出设定档,并可显现处置惩罚器电源治理状况。



 ▲ AMD X570 晶片组平台 I/O 数目与规格。



 ▲ AMD X570 晶片组主机板 UEFI 一致导入超频页面,让分歧厂牌主机板可以或许具有一致性的操纵介面。



 ▲ Ryzen Master 功用多更多,包罗记忆体悉数时序掌握、设定档汇入/汇出、新版 PBO 与自动超频增援性、处置惩罚器电源治理状况显现。



现实市场贩卖盒装局部,第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器 Ryzen 7 和 Ryzen 5 将于盒装直接隶属具有 RGB LED 灯光效果 Wraith Prism 散热器,此散热器 TDP 设想为 125W,并与 Razer 协作,透过 Razer Chroma 同步掌握 Wraith Prism 散热器 RGB LED。



 ▲ 第三代 Ryzen 桌上型处置惩罚器 Ryzen 7 和 Ryzen 5 盒装隶属 Wraith Prism 散热器,并可以或许透过 Razer Chroma 同步掌握灯光效果。

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  • 阳光在线官网 2020-04-05 00:00:49 回复

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