Дана 8. октобратх,АМД је 2020. објавио да је потпуно нови Ризен 5000 серија процесора заснованих на Зен 3 архитектури. Ова најава била је једна од најочекиванијих најава хардвера за ПЦ године. Још од покретања оригиналне Зен архитектуре 2017. године, АМД је био у стрмој узлазној путањи у погледу годишњих архитектонских побољшања. Ни ова година није била другачија, АМД је тврдио да нуди највећи генерацијски скок у историји Ризен процесора. Шта ову нову архитектуру чини тако посебном? Заронимо дубоко у архитектонска побољшања која доноси Зен 3.
АМД је представио своју Зен 3 архитектуру 8. октобра 2020. - Слика: Вццфтецх
Основи зен архитектуре
АМД-ови Ризен процесори користе јединствени дизајн који се веома разликује од онога што њихов главни конкурент Интел користи у својим столним процесорима. Ризен процесори су заправо засновани на више малих чипова, а не на великом појединачном чипу. Ови различити чиплети међусобно комуницирају путем везе познате као „Бесконачна тканина“. АМД описује Инфинити тканину као суперсет хипер-транспорта који омогућава брзу везу између различитих чипова у АМД процесорима. То значи да се на подлози, уместо једног чипа, налази више малих чипова који међусобно комуницирају путем брзе везе.
Овај дизајн долази са својим предностима и недостацима. Највећа предност је скалабилност. Дизајн чипова значи да АМД може да спакује више језгара у мањи пакет, омогућавајући тако опције са великим бројем језгара чак иу буџетском сегменту ЦПУ тржишта. Главни недостатак овог дизајна је латенција. Језгра су физички одвојена једно од другог, што уводи мало већу латенцију због времена потребног за путовање података кроз бесконачно ткиво. То значи да су перформансе у апликацијама осетљивим на кашњење, попут игара, обично ниже од Интеловог дизајна са једним чипом.
Имплементација Зен 2
Процесори серије Ризен 3000 постигли су огроман успех на главном тржишту столних рачунара. Ови процесори су засновани на Зен 2 архитектури изграђеној на ТСМЦ-овом 7нм процесу, који је имао неколико врло занимљивих побољшања у дизајну Зен архитектуре. Зен 2 је комбиновао процесорска језгра у Цоре комплексе од по 4, истовремено поделивши 32МБ Л3 кеш меморије у два мања скупа од 16МБ кеш меморије. Ови језгрени комплекси (ЦЦКС) били су основа Зен 2 линије процесора. Сваки четворојезгрени комплекс имао је непосредан приступ 16МБ Л3 кеш меморије, што је било важно за побољшање кашњења. То је значило да је Зен 2 био веома конкурентан Интелу у апликацијама осетљивим на кашњење, попут игара, док је у великој мери надмашио Интел у вишенитним радним оптерећењима.
Различите ЦЦКС јединице још увек су морале бити повезане преко Инфинити Фабриц, тако да се још увек могло очекивати неко кашњење. Ипак, Зен 2 је понудио побољшање ИПЦ (Инструцтионс Пер Цлоцк) од 15% у односу на Зен +, а такође се похвалио и већим језгром тактова. Ова генерација је била важна за АМД јер су се сада вратили у конкуренцију са Интелом и имају огроман потенцијал за побољшање због брзих иновација и Интеловог самозадовољства.
Процесори Ризен 3000 серије засновани на АМД Зен 2 користили су мулти-ЦЦКС дизајн - Слика: Хекус
Циљеви за Зен 3
АМД је кренуо у развој Зен 3 са врло јасним циљем. Како већ доминирају вишенитном страном конкуренције, једино подручје у којем још увек мало заостају за Интелом је играње. Колико год Зен 3 био добар, није могао да украде круну игара са Интела због дизајна плавог тима који нуди изузетно велике брзине такта и малу кашњење. За чисте играче који желе највећи могући број фрејмова, одговор је и даље био Интел. Стога су циљеви АМД-а за ову генерацију били јасни:
- Побољшајте кашњење од језгра до језгра
- Повећајте основне брзине сата
- Повећајте упутства по сату (ИПЦ)
- Повећајте ефикасност (веће перформансе по вату)
- Повећајте перформансе са једним навојем
Узимајући у обзир да је Зен 2 већ био врло солидан извођач у вишејезгреним апликацијама, АМД-у је било лако да се фокусира готово искључиво на перформансе са једним навојем за ову генерацију ЦПУ-а.
Зен 3 побољшања
АМД је говорио о својим новим ЦПУ-има и Зен 3 архитектури у свом „Вхере Гаминг Бегинс“ Ливе стреам-у 8. октобратх. АМД тврди да је Зен 3 највећи генерацијски скок у историји Зен архитектуре. Нови Ризен 5000 ЦПУ су и даље засновани на ТСМЦ-овом 7нм процесу, али се под хаубом могу похвалити великим бројем архитектонских побољшања.
Осмојезгрени комплексни дизајн
Вероватно највећи напредак у новој архитектури био је потпуно нови изглед. АМД је престао са мулти-ЦЦКС дизајном Зен 2 и уместо тога отишао је са једним 8-језгреним комплексним дизајном у којем свих 8 језгара има приступ целокупном 32МБ Л3 кеш меморије. Овај редизајн има огромне импликације на апликације осетљиве на кашњење попут игара.
Са редизајнираним 8-језгреним комплексом, целокупна ЛМ кеш меморија од 32 МБ сада је доступна сваком језгру - Слика: АМД
Са сваким језгром у директном контакту са кеш меморијом и осталим језгрима, значајно побољшава латенцију, јер подаци немају крст који цела матрица прелази са једне на другу страну. Овај редизајн такође побољшава ефективно кашњење меморије чипа, што резултира повећаним перформансама за задатке са једним навојем.
Побољшање ИПЦ-а
Побољшани распоред језграног комплекса није једино побољшање које доноси Зен 3. АМД тврди да је побољшање ИПЦ-а од 19% у односу на Зен 2 што је огромна цифра. ИПЦ или Инструцтионс Пер Цлоцк (Индикације по сату) указују на то колико посла ЦПУ може обавити по такту. Побољшање од 19% највећи је скок који смо видели у ИПЦ-у од када је Ризен први пут покренут 2017. Претходна генерација Зен 2 процесора такође је донела прилично масивно побољшање ИПЦ-а од 15% у односу на Зен + архитектуру.
Ово побољшање ИПЦ-а значи да АМД може да се такмичи са Интеловим небеским тактовима језгра чак и задржавајући се испод 5 ГХз у смислу појачаних сатова. АМД је такође представио доприносиоце овом великом порасту ИПЦ-а. Према промотивном материјалу, главни фактори који доприносе су:
Побољшање ИПЦ-а од 19% је највећи АМД-ов досадашњи генерацијски скок - Слика: АМД
- Учитавање кеша
- Екецутион Енгине
- Предвиђање гране
- Мицро-оп кеш меморија
- Предњи крај
- Лоад / Сторе
Побољшана ефикасност
Због невероватне густине ТСМЦ-овог 7нм процеса, АМД је успео да угура још више енергије у Ризен чипове, задржавајући исти просечни потез снаге. АМД тврди да су чипови серије Ризен 5000 изграђени на истом 7нм процесу као и серија 3000, међутим процес је усавршен и резултирајући чипови су тако ефикаснији.
Уз импресивно побољшање од 2,4 пута по перформанси по вату, АМД је задржао потрошњу енергије - Слика: АМД
АМД је такође смело тврдио да ће Ризен 9 5900Кс и 5950Кс трошити исту количину енергије као последња генерација 3900Кс и 3950Кс, упркос томе што имају веће тактове појачања и побољшани ИПЦ. АМД-ов промотивни материјал цитирао је побољшање „2,4Кс перформансе по вату“ у односу на оригиналну Зен архитектуру. Овај број се поклапа са АМД-овим тврдњама о потрошњи енергије од 5900Кс и 5950Кс, јер сада имају веће тактове, али и даље имају исте ТДП бројеве као и њихови претходници.
Рафинирани силицијум, виши сатови
На крају животног века Ризен 3000 серије, АМД је објавио освежавање које је додало 3 ЦПУ серији са ознаком „КСТ“. Ризен 5 3600КСТ, Ризен 7 3800КСТ и Ризен 9 3900КСТ били су потпуно исти процесори као и основни модели, али са већим тактовима. Током краја животног века производа, производни процес постаје зрео и квалитет силицијума постаје бољи. То значи да силицијум производи процесоре који се могу појачати и дуже задржати сатове. Управо је тако постала могућа КСТ линија ЦПУ-а.
Са Зен 3 ЦПУ-има, АМД је искористио исти зрели производни процес и висококвалитетни силицијум за изградњу ЦПУ-а серије 5000 на истом 7нм чвору. Ово је омогућило АМД-у да повећа тактове појачања много више него чак и КСТ серија последње генерације. Већи тактови појачања, заједно са већим ИПЦ-ом и редизајн распореда језгра значили су да је АМД био спреман да се носи са изазовом перформанси са једним навојем. Оглашени такт 4 процесора серије Ризен 5000 је следећи:
Оглашене спецификације за 3 процесора из серије Ризен 5000 - Слика: АМД
- АМД Ризен 5 5600Кс: 3,7 ГХз база, 4,6 ГХз појачање
- АМД Ризен 7 5800Кс: 3,8 ГХз база, 4,7 ГХз појачање
- АМД Ризен 9 5900Кс: 3,7 ГХз база, 4,8 ГХз појачање
- АМД Ризен 9 5950Кс: 3,4 ГХз база, појачање 4,9 ГХз
Предности дизајна чипла
Било је много фактора који су АМД-у омогућили тако значајан међугенерацијски скок. Један од највећих је дизајн самих чипова, наиме распоред 'ЦПУ стилова' ЦПУ матрице. Овај дизајн нуди многе кључне предности када је реч о генерацијским побољшањима:
- Прилагодљивост: Због чињенице да су језгре распоређене унутар чипова на подлози, АМД може да стрпа више језгара у сличан пакет без ризика од прегревања. Интелов конкурентски дизајн поставља сва језгра врло близу једно другог, што може имати драстичне проблеме са термиком ако није правилно конфигурисано. АМД је с друге стране био успешан у коришћењу овог чиплет дизајна за израду 6-језгрених, 8-језгрених, 12-језгрених, па чак и 16-језгарних процесора на главној десктоп платформи. То значи да је АМД због овог дизајна успоставио доминацију у рачунању језгара.
- Једноставност развоја: Још једна велика предност овог дизајна је очигледно његова једноставност развоја. Током процеса развоја Зен 3 архитектуре, АМД је користио потпуно исти основни дизајн као Зен 2, а затим га модификовао. То је значило да је дизајн већ усавршен до одређене мере и да је АМД-у било лако да се побољша у кључним областима које су циљали.
- Истовремени развој од 5нм: АМД је такође истакао да су и њихови будући планови за Ризен ЦПУ-ове засноване на 5нм архитектури на путу. То је зато што архитектура чипле дизајна омогућава АМД-у да истовремено покреће више развојних токова. АМД је био уверен да ће њихов 5нм процес стићи баш онако како је планирано, баш као што су то учиниле Зен 3 и Зен 2 архитектуре засноване на 7нм процесу.
АМД тврди да је његов 5нм процес такође у дизајну - Слика: АМД
Очекивани резултати
Процесори серије Ризен 5000 засновани на Зен 3 обећавају да ће бити лидери у индустрији не само у вишенитним радним оптерећењима већ и у играма. По први пут од 2006. године, АМД је званично детронизовао Интел у трци за апсолутно најбоље играчке перформансе (према АМД-овим тврдњама). АМД је такође тврдио да има највеће перформансе са једним навојем у односу на било који десктоп чип са Ризен 9 5950Кс, а одмах иза њега Ризен 9 5900Кс. Погледајмо очекиване резултате архитектонских побољшања која је донео Зен 3.
Лидерство у играма
Са невјероватних 19% побољшања ИПЦ-а, повећаним тактовима језгара и редизајнираним сложеним системом језгра, АМД је направио гигантски скок у играчким перформансама ове генерације. Иако је Зен 2 био прилично конкурентан Интеловој понуди, Зен 3 планира да надмаши Интел у свим играчким оптерећењима. АМД тврди да је Ризен 9 5900Кс у просеку око 26% бржи од Ризен 9 3900Кс у играма. Ово је гигантски скок који треба направити за само једну генерацију.
Штавише, АМД је такође тврдио да је Ризен 9 5900Кс бржи од Цоре и9-10900К у играма. Ово је прилично велика вест за АМД-ове обожаваоце који и за опште ПЦ ентузијасте. То сада значи да су врхунски АМД ЦПУ победили врхунске Интел ЦПУ и у играма и у вишејезгарним апликацијама. Интеловом случају не помаже да су и даље заглављени у архаичној 14нм архитектури и њихови процесори следеће генерације Роцкет-Лаке такође се прича да су на 14нм. У међувремену, АМД пуца на све цилиндре са својим 7нм понудама у Зен 2 и Зен 3, док истовремено ради на 5нм плановима који су по свему судећи на путу. То може имати озбиљне импликације на удео Интеловог стоног ЦПУ-а на тржишту.
Процесори АМД Ризен 5000 серије бржи су у играма од Интелове понуде - Слика: АМД
Побољшане перформансе са једним навојем
АМД већ неко време има боље перформансе са више језгара, али то се не мора нужно претворити у боље перформансе у играма због чињенице да модерне игре не користе ефикасно све језгре. Многе игре имају доминантну нит, која се често назива „светска нит“, која се највише користи. Светска нит је изузетно осетљива на кашњење и једнојезгрене перформансе. Захваљујући АМД-овом архитектонском редизајнирању, латенција је масовно смањена, што побољшава перформансе ове доминантне нити. Ово је омогућило АМД-у да преузме водећу улогу у играчким сценаријима.
То такође значи да су АМД-ове једнонитне перформансе сада знатно супериорније од Интелових. У ствари, АМД је показао импресиван једнојезгрени Цинебенцх резултат од 640 за Ризен 9 5950Кс који је уследио са резултатом 631 од Ризен 9 5900Кс. Ова побољшања су такође могућа захваљујући редизајнирању архитектонског језгра, смањеној латенцији и већим подстицајним тактима Зен 3 архитектуре. Прочитајте више о једнонитним перформансама процесора серије Ризен 5000 у Овај чланак.
АМД Ризен 9 5900Кс има рекордни једнојезгрени резултат од 631 у Цинебенцху - Слика: АМД
Још веће перформансе са више навоја
Настављајући своју доминацију над сегментом перформанси са више нити, АМД је поново показао импресивне бројеве за своје Зен 3 засноване Ризен 5000 процесоре серије. Конкретно, Ризен 9 5900Кс са 12 језгара и Ризен 9 5950Кс имају ненадмашне перформансе у тешким радним оптерећењима. АМД је такође направио неколико подешавања испод хаубе, што је омогућило да 5950Кс по први пут буде и најбржи радни сто за ЦАД рад. АМД га је сматрао најбољим процесором за игре И најбољим процесором за креирање садржаја и тешко је расправљати с том изјавом. АМД је тврдио импресивних 12% више перформанси у приказивању радних оптерећења у односу на 3950Кс. Ово чини овај процесор апсолутном зверима за оне који теже најбољем што нуди столно рачунарство.
Алармна звона за Интел?
Нема сумње да АМД побољшава своју Ризен линију процесора готово заслепљујућом брзином. Нудили су огромна побољшања перформанси из генерације у генерацију, а Зен 3 обећава да ће им бити највећи скок до сада. Иако су процесори Ризен 3000 серије нудили изврсну вредност у погледу броја језгара и цена, они су и даље заостајали за Интелом у једном главном оптерећењу: игрању. АМД је успоставио снажно вођство у скоро свим осталим аспектима тржишта десктоп рачунара, било да је то рендеровање, кодирање, продукција видео записа или стриминг, али они су морали да претекну Интел у игрању да би заиста био неприкосновени процесор најбоље у класи.
Захваљујући невероватном архитектонском дизајну Ризен процесора, ТСМЦ-овом 7нм процесу и бриљантном планирању и извршењу од стране АМД-овог развојног тима, коначно су то учинили са Зен 3. Ово покретање мора да звони на узбуну у седишту Интела. Интел је огромна компанија и не постоји начин да не одговоре на ово, али сигурно су заостали за АМД-ом када је у питању брзина развоја. Главна препрека коју Интел мора да отклони је његов старији 14нм процес који користи још од Скилаке-а.
Интелова архитектонска карта - Слика: Вццфтецх
Интел је имао добро документоване проблеме са својим 10-нм процесом и због тога још увек не могу да избаце радне чипове засноване на тој архитектури. Међутим, плима и осека могу се променити чим је Интел успешно објавио своје недавне процесоре за преносне рачунаре кодног имена „Тигер Лаке“ који су засновани на 10нм архитектури. Ови чипови за лаптоп нуде велика побољшања у перформансама и ефикасности током последње генерације, и вероватно је да Интел можда ради на преношењу овог процеса на радне процесоре. Ако Интел успе да оспособи свој 10нм процесни процес, наредне године биће веома занимљиве за ентузијасте ЦПУ перформанси.
