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万字长文解读AMD新架构|半导体行业观察

时间:2019-09-09 17:39:20 来源:互联网 阅读:0

一年多来,我们一直惦念着AMD的下一代处理器产品。新的chiplet设计被认为是在驱动性能和可扩展性方面的重大突破,特别是在越来越小的工艺节点上制造高频大芯片变得越来越困难的情况下。AMD预计将通过Ryzen和EPYC在其处理器系列中部署其chiplet范式,这些chiplet每个都有8个下一代Zen 2核心。今天,AMD更详细地介绍了Zen 2核心,为公司上周在Computex上展示的比上一代产品提高15%的时钟性能提供了理由。

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AMD的Zen 2产品组合

目前AMD宣布拥有Zen 2核心的产品包括Ryzen第三代消费级CPU,即Ryzen 3000系列,以及AMD下一代企业EPYC处理器,即Rome。到目前为止,AMD已经公布了6款消费级Ryzen 3000处理器的详细信息,包括核心数量、频率、内存支持和电源。关于服务器处理器的细节,除了一些峰值之外,预计将在未来几个月的适当时候公布。

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与第一代Zen相比,Zen 2的设计范式已经发生了显著的变化。新平台和核心实现是围绕台积电7nm工艺的小型8核chiplet设计的,尺寸约74~80平方毫米。在这些chiplet上有两组四核组成的“核心复合体”(CCX),其中包含这4个核心和一组L3缓存——Zen 2的L3缓存是 Zen 1的两倍。

每个完整的CPU,无论它有多少chiplet,都通过Infinity Fabric链路与中央IO芯片配对。IO芯片充当所有片外通信的中心枢纽,因为它包含处理器的所有PCIe通道、内存通道,以及与其他chiplet和其他CPU之间的Infinity Fabric链路。EPYC Rome处理器的IO芯片基于台积电的14nm工艺制造,而消费类处理器IO芯片(体积更小,功能更少)则基于GlobalFoundries的12nm工艺制造。

这款名为“Matisse”(或称Ryzen 3rd Gen、Ryzen 3000系列)的消费级处理器拥有最多两个chiplet,16个内核。AMD将在7月7日推出6个版本的Matisse,从6核到16核不等。6核处理器和8核处理器有一个chiplet,8核以上的处理器有两个chiplet,但在所有情况下IO芯片都是相同的。这意味着每个基于Zen 2的Ryzen 3000处理器都可以访问24个PCIe 4.0通道和双通道内存。根据今天的公告,Ryzen 5 3600的价格将从199美元到16核的700美元以上(我们正在等待这个价格的最终确认)。

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基于Zen 2 chiplet构建的EPYC Rome处理器拥有多达8个处理器,使一个平台可以支持多达64个核心。与消费级处理器一样,chiplet不可以直接相互通信——每个chiplet只能直接连接到中央IO芯片。IO芯片包含8个内存通道的链路,以及多达128个PCIe 4.0连接通道。

AMD的路线图

在讨论新产品线之前,有必要回顾一下我们目前在AMD的计划路线图中所处的位置。

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AMD之前的路线图展示了从Zen到Zen 2、Zen 3的转变,AMD解释说,这个结构已有多年,2017年发布Zen,2019年发布Zen 2,2021年发布Zen 3。节奏并不完全是一年一代,因为这依赖于AMD的设计和制造能力,以及与代工厂合作伙伴的协议和当前的市场力量。

AMD曾表示,Zen 2的计划始终是在7nm工艺上推出,最终使用台积电的7nm制程(Global Foundries未能及时准备好7nm工艺,并最终放弃了这一计划)。下一代Zen 3预计将与更新的7nm工艺保持一致,目前AMD尚未对潜在的“Zen 2+”设计发表任何评论,尽管目前我们并不期望看到它。

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除了Zen 3之外,AMD已经声明Zen 4和Zen 5目前正处于各自设计的不同阶段,但是AMD没有承诺特定的时间框架或工艺节点技术。AMD过去曾表示,这些平台和处理器设计的范式都是提前3~5年制定的,公司必须在每一代产品上都下大赌注,以确保自己能够保持竞争力。

为了深入了解Zen 4,在Computex上,AMD嵌入式和半定制组的高级副总裁Forrest Norrod在采访中向AnandTech独家透露了AMD Zen 4 EPYC处理器的代号:Genoa。

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Forrest解释说,Zen 5的代号遵循类似的模式,但他不愿对Zen 4产品的时间框架发表评论。鉴于Zen 3的设计预计将在2020年年中推出,如果AMD遵循这一节奏,那么Zen 4将在2021年末/2022年初推出。目前还不清楚它将如何进入AMD的消费级路线图计划,它将取决于AMD如何接近其芯片范式和未来对封装技术的调整,以实现进一步的性能改进。

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Zen 2的性能声明

在Computex上,AMD宣布他们已经设计出了Zen 2,当比较相同频率的Zen 2和Zen+时,Zen 2可以提供比Zen+平台高15%的原始性能。与此同时,AMD还声称,在相同的功率下,Zen 2可以提供1.25倍以上的性能增益,或在同样的性能下只有一半的功耗。结合这一点,就特定基准而言,AMD声称其每瓦性能比其上一代产品高75%,比竞争对手高45%。

这些数字我们目前无法核实,因为我们手头没有相关产品,当7月7日禁令解除时,我们会确定基准测试结果。AMD确实花了大量的时间来研究Zen 2微架构的新变化,以及平台级别的变化,以展示该产品与上一代产品相比是如何改进的。

还应该注意的是,在AMD最近的技术日期间,该公司多次表示,他们无意与主要竞争对手在渐进式更新上反复拉锯,试图打败对方,这可能会导致技术停滞不前。AMD的高管们表示,无论竞争对手是谁,AMD都将竭尽所能地挑战每一代产品的性能极限。首席执行官Lisa Su博士和首席技术官Mark Papermaster都表示,他们预计Zen 2产品组合推出的时间表将与竞争激烈的英特尔10nm产品线交叉。尽管情况并非如此,AMD的高管们表示,他们仍在按计划推进他们的路线图。


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