Amd Zen, neue Details zu Architekturverbesserungen

Am vergangenen Dienstag hielt AMD eine Präsentation, um mehr Details über seine neue x86 AMD Zen-Kernarchitektur zu erfahren, und sprach genauer darüber, wie eine enorme Verbesserung des IPC von 40% im Vergleich zu den Baggerkernen erzielt wurde.

Technische Details der AMD Zen-Mikroarchitektur

AMD Zen markiert den Bruch mit dem mit Bulldozer veröffentlichten modularen Design, um zu einem traditionelleren Ansatz mit vollen Kernen zurückzukehren. Die Hauptverbesserungen von Zen konzentrieren sich auf drei grundlegende Bereiche:

• Leistung der Engine selbst mit völlig neuer Sprungvorhersage, Einführung eines Micro-Op-Caches und einem viel größeren Befehlsfenster als bei seinen Vorgängern.

• Verbesserung des Cache-Systems: Prefetch und eine neue Cache-Hierarchie mit 8 MB L3-Cache-Daten und -Anweisungen mit dem Ziel, eine hohe Engine-Leistung aufrechtzuerhalten.

• Effizienz: AMD Zen wurde mit fortschrittlicher 14-nm-FinFET-Technologie und einer Vielzahl von architektursparenden Energiedesign-Techniken entwickelt, die es ermöglichen, eine viel höhere Leistung pro verbrauchtem Watt als bei früheren Generationen zu erzielen.

Die Zen-Mikroarchitektur ist in Einheiten namens CPU-Complex (CCX) organisiert, die insgesamt vier Kerne und 8 MB L3-Cache enthalten. Ein neuer Ansatz, der dem von Intel sehr ähnlich ist und bei dem die Kerne den L3-Cache gemeinsam nutzen und kein anderes Element vollständig unabhängig ist. Zen erhält große Verbesserungen an allen Elementen, die Teil des Rechenkerns sind, um eine große Verbesserung der Leistung zu erzielen.

Die folgende Verbesserung findet sich im Cache-System mit einer Hierarchie, die der in Phenom-Prozessoren sehr ähnlich ist, wobei der L3-Cache von jedem Satz von vier Kernen gemeinsam genutzt wird, wie wir zuvor kommentiert haben. Andererseits hat jeder Kern seine eigenen L1- und L2-Caches, die im Vergleich zu denen, die in Bulldozer verwendet werden, erheblich verbessert sind. Der L1- Cache wird jetzt wieder zurückgeschrieben und SRAM macht ihn schneller als L2.

Eine weitere große Verbesserung von Zen ist die Einführung der SMT-Technologie, die Intels HyperThreading sehr ähnlich ist und es jedem Kern ermöglicht, zwei Datenthreads zu verarbeiten, um die Leistung in Multithread-Anwendungen zu verbessern.

Wir setzen die Verbesserung der Energieeffizienz fort, dank der großen Fortschritte beim Design der Mikroarchitektur sowie des Herstellungsprozesses beim 14-nm-FinFET, ein großer Fortschritt im Vergleich zum 32-nm-SOI von Bulldozer und Piledriver. Die Zen-Komponenten können ihre Betriebsfrequenzen besser anpassen und das neue Cache-System ist beim Energieverbrauch viel effizienter. Schließlich sprechen wir über die in AMD Zen implementierten Anweisungen. Die neue Mikroarchitektur unterstützt das gesamte ISA-Set, das Enthält VX, AVX2, BMI1, BMI2, AES, RDRAND, SMEP, SHA1 / SHA256, ADX, CFLUSHopt, XSAVEC / XSAVES / XRSTORS und SMAP. Außerdem werden exklusive AMD-Anweisungen wie CLzero und Coalescing hinzugefügt.