Zen 2 - Zen 2

AMD Zen 2

Informação geral
Lançado	7 de julho de 2019 ; 2 anos atrás ( 7 de julho de 2019 )
Projetado por	AMD
Fabricante (s) comum (s)
Cache
Cache L1	64 KB por núcleo
Cache L2	512 KB por núcleo
Arquitetura e classificação
Min. tamanho do recurso	7 nm ( TSMC )
Especificações físicas
Núcleos
Tomadas)
Produtos, modelos, variantes
Nome (s) do código do produto
História
Antecessor	Zen +
Sucessor	Zen 3

Zen 2 é uma microarquitetura de processador de computador da AMD . É o sucessor da AMD 's zen e Zen + microarquiteturas, e é fabricada em a 7 nanómetros MOSFET nó de TSMC . A microarquitetura alimenta a terceira geração de processadores Ryzen , conhecidos como Ryzen 3000 para os principais chips de desktop (codinome "Matisse"), Ryzen 4000U / H (codinome "Renoir") e Ryzen 5000U (codinome "Lucienne") para aplicativos móveis, como Threadripper 3000 para sistemas de desktop de alta tecnologia e como Ryzen 4000G para unidades de processamento acelerado (APUs). As CPUs da série Ryzen 3000 foram lançadas em 7 de julho de 2019, enquanto as CPUs do servidor Epyc baseadas no Zen 2 (codinome "Roma") foram lançadas em 7 de agosto de 2019. Um chip adicional, o Ryzen 9 3950X, foi lançado em novembro de 2019.

Na CES 2019, a AMD mostrou uma amostra de engenharia de terceira geração da Ryzen que continha um chip com oito núcleos e 16 threads. A CEO da AMD, Lisa Su, também disse esperar mais de oito núcleos na linha final. Na Computex 2019, a AMD revelou que os processadores Zen 2 "Matisse" apresentariam até 12 núcleos, e algumas semanas depois um processador de 16 núcleos também foi revelado na E3 2019, sendo o já mencionado Ryzen 9 3950X.

O Zen 2 inclui mitigações de hardware para a vulnerabilidade de segurança Spectre . As CPUs do servidor EPYC baseadas no Zen 2 usam um design em que múltiplas matrizes de CPU (até oito no total) fabricadas em um processo de 7 nm (" chips ") são combinadas com uma matriz de E / S de 14 nm em cada módulo multi-chip ( Pacote MCM). Usando isso, até 64 núcleos físicos e 128 threads de computação no total (com multithreading simultâneo ) são suportados por soquete. Essa arquitetura é quase idêntica ao layout do processador principal "pró-consumidor" Threadripper 3990X. O Zen 2 oferece cerca de 15% mais instruções por clock do que o Zen e o Zen +, as microarquiteturas de 14 e 12 nm utilizadas na primeira e segunda geração do Ryzen, respectivamente.

Tanto o PlayStation 5 quanto o Xbox Series X e Series S usam chips baseados na microarquitetura Zen 2, com ajustes proprietários e configurações diferentes na implementação de cada sistema do que a AMD vende em seus próprios APUs disponíveis comercialmente.

Projeto

Dois processadores Zen 2 entregues projetados com a abordagem de módulo multi-chip. A CPU à esquerda (superior no móvel) (usada para CPUs Ryzen convencionais) usa um chip de E / S menor e menos capaz e até dois CCDs (apenas um é usado neste exemplo em particular), enquanto o da direita ( inferior, usado para desktops de ponta, HEDT, Ryzen Threadripper e CPUs de servidor Epyc) usa um dado de E / S maior e mais capaz e até oito CCDs.

Zen 2 é uma partida significativa do paradigma de design físico das arquiteturas Zen anteriores da AMD, Zen e Zen + . O Zen 2 muda para um projeto de módulo com vários chips, onde os componentes de E / S da CPU são dispostos em seu próprio dado separado , que também é chamado de chip neste contexto. Essa separação tem benefícios em escalabilidade e fabricação. Como as interfaces físicas não escalam muito bem com reduções na tecnologia de processo , sua separação em uma matriz diferente permite que esses componentes sejam fabricados usando um nó de processo maior e mais maduro do que as matrizes da CPU. As matrizes de CPU (referidas pela AMD como matrizes de complexo de núcleo ou CCDs), agora mais compactas devido à movimentação dos componentes de E / S para outra matriz, podem ser fabricadas usando um processo menor com menos defeitos de fabricação do que uma matriz maior exibiria ( uma vez que as chances de uma matriz ter um defeito aumenta com o tamanho do dispositivo (matriz), ao mesmo tempo que permite mais matrizes por pastilha. Além disso, a matriz de E / S central pode atender a vários chips, facilitando a construção de processadores com um grande número de núcleos.

Ilustração simplificada da microarquitetura Zen 2

À esquerda (topo no celular): Die shot de um Zen 2 Core Complex Die. À direita (embaixo): Die shot de um dado Zen 2 EPYC I / O.

Com o Zen 2, cada chip de CPU abriga 8 núcleos de CPU, organizados em 2 complexos de núcleo (CCXs), cada um com 4 núcleos de CPU. Estes chiplets são fabricados usando TSMC 's 7 nanómetros MOSFET nó e são cerca de 74 mm a 80 mm ² em tamanho. O chiplet tem cerca de 3,8 bilhões de transistores, enquanto a matriz de E / S de 12 nm (IOD) tem aproximadamente 125 mm ² e 2,09 bilhões de transistores. A quantidade de cache L3 foi dobrada para 32 MB, com cada CCX no chipset agora tendo acesso a 16 MB de L3 em comparação com os 8 MB do Zen e Zen +. O desempenho do AVX2 é bastante aprimorado por um aumento na largura da unidade de execução de 128 bits para 256 bits. Existem várias variantes do molde de E / S: um fabricado no processo GlobalFoundries de 14 nanômetros e outro fabricado usando o processo de 12 nanômetros da mesma empresa . As matrizes de 14 nanômetros têm mais recursos e são usadas para os processadores EPYC Roma, enquanto as versões de 12 nm são usadas para processadores de consumidor. Ambos os processos têm tamanhos de recursos semelhantes, portanto, a densidade do transistor também é semelhante.

A arquitetura Zen 2 da AMD pode oferecer maior desempenho com menor consumo de energia do que a arquitetura Cascade Lake da Intel , com um exemplo sendo o AMD Ryzen Threadripper 3970X rodando com um TDP de 140  W no modo ECO oferecendo maior desempenho do que o Intel Core i9-10980XE rodando com um TDP de 165  W.

Novas características

• Algumas novas extensões de conjunto de instruções : WBNOINVD, CLWB, RDPID, RDPRU, MCOMMIT. Cada instrução usa seu próprio bit CPUID .
• Mitigações de hardware contra a vulnerabilidade de desvio de armazenamento especulativo Specter V4.
• Otimização de espelhamento de memória de latência zero (não documentado).

Tabelas de recursos

CPUs

Tabela de recursos da CPU

APUs

Tabela de recursos APU

Produtos

Em 26 de maio de 2019, a AMD anunciou seis processadores Ryzen para desktop baseados em Zen 2 (codinome "Matisse"). Isso inclui variantes de 6 e 8 núcleos nas linhas de produtos Ryzen 5 e Ryzen 7, bem como uma nova linha Ryzen 9 que inclui os primeiros processadores de desktop convencionais de 12 e 16 núcleos da empresa.

A matriz de E / S Matisse também é usada como o chipset X570 .

A segunda geração de processadores Epyc da AMD, codinome "Roma", apresenta até 64 núcleos e foi lançada em 7 de agosto de 2019.

CPUs desktop

APUs de desktop

Processadores móveis

Renoir (série 4000)

Lucienne (série 5000)

Processadores embutidos

Processadores de servidor

Recursos comuns dessas CPUs:

• Codinome "Roma"
• O número de pistas PCI-E: 128
• Data de lançamento: 7 de agosto de 2019, exceto EPYC 7H12, que foi lançado em 18 de setembro de 2019
• Suporte de memória: DDR4-3200 de oito canais

Consoles de videogame

• Xbox Series X e Series S
• PlayStation 5
• Steam Deck

Galeria

• 

  AMD Ryzen 7 3700X

• 

  Molde Zen 2 I / O

• 

  Infrared die shot of the I / O Die

• 

  Matriz E / S EPYC

• 

  Zen 2 Core Complex Die (CCD)

• 

  Processador de servidor AMD EPYC 7702.

• 

  Um AMD 7702 distribuído com 8 CCDs, com restos do material de interface térmica de solda (TIM) nos chips.

Veja também

• Jim Keller (engenheiro)
• Processador manycore

Referências