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Zen 2

Zen 2 es una microarquitectura de procesador de computadora de AMD . Es el sucesor de las microarquitecturas Zen y Zen+ de AMD y está fabricado en el nodo MOSFET de 7 nm de TSMC . La microarquitectura impulsa la tercera generación de procesadores Ryzen , conocida como Ryzen 3000 para los chips de escritorio convencionales (nombre en clave "Matisse"), Ryzen 4000U/H (nombre en clave "Renoir") y Ryzen 5000U (nombre en clave "Lucienne") para aplicaciones móviles, así como Threadripper 3000 para sistemas de escritorio de alta gama, [5] [6] y como Ryzen 4000G para unidades de procesamiento acelerado (APU). Las CPU de la serie Ryzen 3000 se lanzaron el 7 de julio de 2019, [7] [8] mientras que las CPU del servidor Epyc basadas en Zen 2 (nombre en clave "Rome") se lanzaron el 7 de agosto de 2019. [9] Un chip adicional, el Ryzen 9 3950X, se lanzó en noviembre de 2019. [7]

En CES 2019, AMD mostró una muestra de ingeniería de Ryzen de tercera generación que contenía un chiplet con ocho núcleos y 16 subprocesos. [5] La directora ejecutiva de AMD, Lisa Su , también dijo que esperaría más de ocho núcleos en la línea final. [10] En Computex 2019, AMD reveló que los procesadores Zen 2 "Matisse" contarían con hasta 12 núcleos, y unas semanas más tarde también se reveló un procesador de 16 núcleos en el E3 2019, siendo el ya mencionado Ryzen 9 3950X. [11] [12]

Zen 2 incluye mitigaciones de hardware para la vulnerabilidad de seguridad de Spectre . [13] Las CPU de servidor EPYC basadas en Zen 2 utilizan un diseño en el que múltiples matrices de CPU (hasta ocho en total) fabricadas en un proceso de 7 nm (" chiplets ") se combinan con una matriz de E/S de 14 nm (a diferencia de la IOD de 12 nm en variantes de Matisse) en cada paquete de módulo multichip (MCM). Con esto, se admiten hasta 64 núcleos físicos y 128 subprocesos informáticos en total (con subprocesos múltiples simultáneos ) por socket. Esta arquitectura es casi idéntica al diseño del procesador insignia "pro-consumidor" Threadripper 3990X. [14] Zen 2 ofrece aproximadamente un 15% más de instrucciones por reloj que Zen y Zen+, [15] [16] las microarquitecturas de 14 y 12 nm utilizadas en Ryzen de primera y segunda generación, respectivamente.

Steam Deck , [17] [18] PlayStation 5 , Xbox Series X y Series S utilizan chips basados ​​en la microarquitectura Zen 2, con ajustes propietarios y configuraciones diferentes en la implementación de cada sistema que las que AMD vende en sus propias APU disponibles comercialmente. [19] [20]

Diseño

Dos procesadores Zen 2 diseñados con el enfoque de módulo multichip. La CPU de la izquierda/arriba (usada para las CPU Ryzen convencionales) usa una matriz de E/S más pequeña y menos capaz y hasta dos CCD (solo se usa uno en este ejemplo en particular), mientras que la de la derecha/abajo (usada para computadoras de escritorio de alta gama, HEDT, Ryzen Threadripper y CPU de servidor Epyc) utiliza una matriz de E/S más grande y más capaz y hasta ocho CCD.

Zen 2 es una desviación significativa del paradigma de diseño físico de las arquitecturas Zen anteriores de AMD, Zen y Zen+ . Zen 2 pasa a un diseño de módulo multichip donde los componentes de E/S de la CPU se disponen en su propio troquel separado , que también se denomina chiplet en este contexto. Esta separación tiene beneficios en escalabilidad y capacidad de fabricación. Como las interfaces físicas no se escalan muy bien con las reducciones en la tecnología de proceso , su separación en una matriz diferente permite que estos componentes se fabriquen utilizando un nodo de proceso más grande y maduro que la CPU. Las matrices de CPU (a las que AMD se refiere como matrices complejas de núcleo o CCD), ahora más compactas debido al movimiento de los componentes de E/S a otra matriz, se pueden fabricar utilizando un proceso más pequeño con menos defectos de fabricación que los que exhibiría una matriz más grande ( ya que las posibilidades de que una matriz tenga un defecto aumentan con el tamaño del dispositivo (matriz) y al mismo tiempo permiten más matrices por oblea. Además, la matriz de E/S central puede dar servicio a múltiples chiplets, lo que facilita la construcción de procesadores con una gran cantidad de núcleos. [14] [21] [22]

Ilustración simplificada de la microarquitectura Zen 2
A la izquierda (arriba en el móvil): captura de un troquel Zen 2 Core Complex. En el medio: toma de una matriz de E/S Zen 2 EPYC/Threadripper. A la derecha (abajo): matriz de E/S de una matriz de E/S Ryzen convencional Zen 2.

Con Zen 2, cada chiplet de CPU alberga 8 núcleos de CPU, dispuestos en 2 complejos de núcleos (CCX), cada uno de 4 núcleos de CPU. Estos chiplets se fabrican utilizando el nodo MOSFET de 7 nanómetros de TSMC y tienen un tamaño de aproximadamente 74 a 80 mm 2 . [21] El chiplet tiene alrededor de 3,8 mil millones de transistores, mientras que el chip de E/S (IOD) de 12 nm mide ~125 mm 2 y tiene 2,09 mil millones de transistores. [23] La cantidad de caché L3 se ha duplicado a 32 MB, y cada CCX en el chiplet ahora tiene acceso a 16 MB de L3 en comparación con los 8 MB de Zen y Zen+. [24] El rendimiento de AVX2 mejora enormemente mediante un aumento en el ancho de la unidad de ejecución de 128 bits a 256 bits. [25] Hay múltiples variantes de la matriz de E/S: una fabricada con el proceso de 14 nanómetros de GlobalFoundries y otra fabricada con el proceso de 12 nanómetros de la misma empresa. Los troqueles de 14 nanómetros tienen más funciones y se utilizan para los procesadores EPYC Rome, mientras que las versiones de 12 nm se utilizan para procesadores de consumo. [21] Ambos procesos tienen tamaños de características similares, por lo que su densidad de transistores también es similar. [26]

La arquitectura Zen 2 de AMD puede ofrecer un mayor rendimiento con un menor consumo de energía que la arquitectura Cascade Lake de Intel , siendo un ejemplo el AMD Ryzen Threadripper 3970X que se ejecuta con un TDP de 140  W en modo ECO y que ofrece un mayor rendimiento que el Intel Core i9-10980XE que se ejecuta con un TDP de 165  W. [27]

Nuevas características

Tablas de características

CPU

APU

Tabla de características de la APU

Productos

El 26 de mayo de 2019, AMD anunció seis procesadores Ryzen de escritorio basados ​​en Zen 2 (con nombre en código "Matisse"). Estos incluyeron variantes de 6 y 8 núcleos en las líneas de productos Ryzen 5 y Ryzen 7, así como una nueva línea Ryzen 9 que incluye los primeros procesadores de escritorio convencionales de 12 y 16 núcleos de la compañía. [33]

El chip Matisse I/O también se utiliza como chipset X570 .

La segunda generación de procesadores Epyc de AMD , con nombre en código "Rome", cuenta con hasta 64 núcleos y se lanzó el 7 de agosto de 2019. [9]

CPU de escritorio

Serie 3000 (Matisse)

Características comunes de las CPU de escritorio Ryzen 3000:

  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX
  2. ^ Ryzen 9 3900X y Ryzen 9 3950X pueden consumir más de 145  W bajo carga. [34]
  3. ^ Ryzen 7 3700X puede consumir más de 90  W bajo carga. [34]
  1. ^ El modelo abc también está disponible como PRO 3600, PRO 3700, PRO 3900, lanzado el 30 de septiembre de 2019 para OEM.

Características comunes de las CPU Ryzen 3000 HEDT/estación de trabajo:

  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX
  2. ^ Ryzen Threadripper 3990X puede consumir más de 490 W bajo carga. [37]

Serie 4000 (Renoir)

Basado en las APU de la serie Ryzen 4000G pero con los gráficos integrados desactivados. Características comunes de las CPU de escritorio Ryzen 4000:

Los procesadores de escritorio AMD 4700S y 4800S son parte de un "kit de escritorio" que viene con una placa base y RAM GDDR6 . La CPU está soldada y proporciona 4 carriles PCIe 2.0 . Según se informa, se trata de variantes reducidas de las APU que se encuentran en PlayStation 5 y Xbox Series X y S reutilizadas a partir de chips defectuosos. [38] [39] [40]

  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX

APU de escritorio

Características comunes de las APU de escritorio Ryzen 4000:

  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX
  2. ^ Sombreadores unificados  : unidades de mapeo de texturas  : unidades de salida de renderizado y unidades de cómputo (CU)
  3. ^ El rendimiento de precisión simple se calcula a partir de la velocidad del reloj central base (o aumentada) según una operación FMA .
  1. ^ El modelo abcdef también está disponible como versión PRO como 4350GE, [41] 4350G, [42] 4650GE, [43] 4650G, [44] 4750GE, [45] 4750G, [46] lanzado el 21 de julio de 2020 solo para OEM. [47]
  2. ^ Todas las iGPU tienen la marca AMD Radeon Graphics .

APU móviles

Renoir (serie 4000)

Características comunes de las APU para portátiles Ryzen 4000:

  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX
  2. ^ Sombreadores unificados  : unidades de mapeo de texturas  : unidades de salida de renderizado y unidades de cómputo (CU)
  3. ^ El rendimiento de precisión simple se calcula a partir de la velocidad del reloj central base (o aumentada) según una operación FMA .
  1. ^ Todas las iGPU tienen la marca AMD Radeon Graphics .
  2. ^ ab Solo se encuentra en Microsoft Surface Laptop 4 .
  3. ^ El modelo abc también está disponible como versión PRO como 4450U, [51] 4650U, [52] 4750U, [53] lanzado el 7 de mayo de 2020.

Lucienne (serie 5000)

Características comunes de las APU para portátiles Ryzen 5000:

  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX
  2. ^ Sombreadores unificados  : unidades de mapeo de texturas  : unidades de salida de renderizado y unidades de cómputo (CU)
  3. ^ El rendimiento de precisión simple se calcula a partir de la velocidad del reloj central base (o aumentada) según una operación FMA .
  1. ^ Todas las iGPU tienen la marca AMD Radeon Graphics .

APU ultramóviles

En 2022, AMD anunció las APU ultramóviles Mendocino. [55]

Características comunes de las APU para portátiles Ryzen 7020:

  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX
  2. ^ El rendimiento de precisión simple se calcula a partir de la velocidad del reloj central base (o aumentada) según una operación FMA .
  3. ^ ab El modelo también está disponible como versión optimizada para Chromebook como 7520C [57] y 7320C [58] lanzados el 23 de mayo de 2023.


APU integradas

  1. ^ Sombreadores unificados  : Unidades de mapeo de texturas  : Unidades de salida de renderizado y unidades de cómputo (CU)
  2. ^ El rendimiento de precisión simple se calcula a partir de la velocidad del reloj central base (o aumentada) según una operación FMA .

CPU de servidor

Características comunes de estas CPU:

  1. ^ Complejos centrales (CCX) × núcleos por CCX

Consolas de videojuegos y otros embebidos

Galería

Ver también

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con la microarquitectura Zen 2 .

Referencias

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