Amd Zen, новые детали архитектурных улучшений

В прошлый вторник AMD представила более подробную информацию о своей новой архитектуре ядра AMD Zen x86 и более конкретно рассказала о том, как было достигнуто огромное улучшение IPC на 40% по сравнению с ядрами экскаватора.

Технические детали микроархитектуры AMD Zen

AMD Zen отмечает разрыв с модульной конструкцией, выпущенной вместе с Bulldozer, чтобы вернуться к более традиционному подходу с полными ядрами, основные улучшения Zen сосредоточены на трех основных областях:

• Производительность самого движка с совершенно новым предсказанием перехода, введением микрооперационного кеша и гораздо большим окном команд, чем было в его предшественниках.

• Улучшение в системе кеша: предварительная выборка и новая иерархия кеша с 8 МБ данных кеша L3 и инструкций с целью поддержания высокой производительности движка.

• Эффективность: AMD Zen разработан с передовой 14-нм технологией FinFET и множеством энергосберегающих технологий проектирования, которые позволяют ему обеспечивать гораздо более высокую производительность на ватт, чем предыдущие поколения.

Микроархитектура Zen организована в модули под названием CPU-Complex (CCX), которые содержат в общей сложности четыре ядра и 8 МБ кэш-памяти L3. Новый подход, очень похожий на тот, который принят Intel, в котором его ядра совместно используют кэш-память третьего уровня и никакой другой элемент не должен быть полностью независимым. Zen получает значительные улучшения во всех элементах, которые являются частью вычислительного ядра, для достижения значительного улучшения производительности.

Следующее улучшение обнаружено в системе кеша с иерархией, очень похожей на ту, которая присутствовала в процессорах Phenom с кешем L3, совместно используемым каждым набором из четырех ядер, как мы уже отмечали ранее. С другой стороны, каждое ядро ​​имеет свои собственные кэши L1 и L2, которые значительно улучшены по сравнению с теми, которые используются в Bulldozer. Кэш L1 теперь снова записывается, и SRAM делает это быстрее, чем L2.

Другим значительным улучшением в Zen является внедрение технологии SMT, очень похожей на технологию HyperThreading от Intel, которая позволяет каждому ядру обрабатывать два потока данных для повышения производительности в многопоточных приложениях.

Мы продолжаем улучшать энергоэффективность благодаря значительным достижениям, реализованным в дизайне микроархитектуры, а также в процессе производства при 14 нм FinFET, что является большим шагом вперед по сравнению с 32 нм SOI Bulldozer и Piledriver. Компоненты Zen обладают большей способностью регулировать свои рабочие частоты, а новая система кэширования намного эффективнее с использованием энергии.Наконец, мы поговорим о инструкциях, реализованных в AMD Zen, новая микроархитектура поддерживает весь набор ISA, который Включает VX, AVX2, BMI1, BMI2, AES, RDRAND, sMEP, SHA1 / SHA256, ADX, CFLUSHopt, XSAVEC / XSAVES / XRSTORS и SMAP. Кроме того, добавлены эксклюзивные инструкции AMD, такие как CLzero и Coalescing.