Вот и состоялся анонс новых процессоров AMD Ryzen. Ядер становится больше, производительность увеличивается, технологический процесс уменьшается и гонка продолжается. Компании AMD вновь удалось стать успешным конкурентом для Intel с выпуском первого поколения процессоров Ryzen. Потребители уже успели полюбить их за отличное соотношение цена/производительность, а компания AMD не пожелала останавливаться на достигнутом, а решила вовсе вырваться в лидеры и спихнуть конкурента, который очень долгое время находился в недосягаемости в среднем сегменте.
Все мы помним, что после очень успешного поколения Sandy Bridge, компания Intel продолжила развивать архитектуру эволюционным методом, внося незначительные изменения, которые приносили пользователям 5-10% прироста производительности при смене очередного поколения. В итоге получилось так, что большая группа пользователей уже давно решила ничего не менять, а продолжать использовать свои процессоры Intel Core i5 2500K и Intel Core i7 2600K потому, что их производительности, в большинстве случаев, было достаточно, для большого круга задач.
Однако в конце 2016 года все изменилось. Компания AMD представила новые процессоры с архитектурой Zen, и положение лидера пошатнулось, поскольку в модельном ряду Ryzen появились версии с 8-ю ядрами и 16-ти потоками. Все это произошло на тот момент, когда топовые процессоры среднего сегмента под сокет LGA 115X компании Intel располагали только 4-мя ядрами и 8-ю потоками. И даже в этой ситуации Intel не предпринимала адекватных шагов по разрешению ситуации в связи с появлением серьезного конкурента. Не произошло ни снижения цен, ни выпуска в срочном порядке новых моделей.
Лишь вышедшие позднее процессоры семейства Coffee Lake принесли долгожданные изменения в политику фирмы по отношению к клиентам. С этого момента процессоры серии Intel Core i3 стали наконец четырехъядерными, а топовая модель Intel Core i7 8700K получила 6 ядер и 12 потоков, т.е. все равно меньше чем у конкурента. 19 апреля 2018 года состоялся анонс новых процессоров с архитектурой Zen+, который ознаменовался выпуском моделей Ryzen 2000-й серии. Компании AMD удалось сделать «работу над ошибками» и улучшить производительность своих процессоров. Кроме этого был нанесен еще один сокрушительный удар и появились модели с интегрированной графикой AMD Vega.
Здесь уже в Intel начинают понимать, что запахло жареным и наконец представляют 9-е поколение процессоров Core с топовой 8-ми ядерной моделью Intel Core i9 9900K. Это было больше похоже на отчаяние потому, что архитектура не поменялась и по сути это все тот же Coffee Lake, который стал еще прожорливей, горячее и существенно дороже. Стоит также учитывать, что это все еще 14 нм техпроцесс, который используется уже давно и явно нуждается в модернизации в то время, когда некоторые компании освоили производство 7 нм. И вот AMD представляет следующее поколение процессоров на новой архитектуре Zen 2, которая подверглась серьезной доработке и улучшению, которые призваны увеличить производительность на одно ядро.
Сегодня мы изучим процессор AMD Ryzen 7 3700Х, который приходит на замену AMD Ryzen 7 2700Х и должен конкурировать с Intel Core i7 9700K.
Удастся ли компании AMD вырваться в лидеры, насколько удачными получились новые модели, что нового принесет нам новая платформа? Постараемся разобраться и понять. Напомню, что благодаря нашим партнерам – компаниям AMD, MSI и Регард, на тестировании у нас наиболее интересная модель AMD Ryzen 7 3700X. Она является не только производительной, но и самой энергоэффективной – всего 65 Вт заявлено в TDP.
Какие еще есть модели и их ориентировочную стоимость можно посмотреть в таблице ниже.
А еще в ближайшее время вы сможете прочитать обзоры на старшую модель AMD Ryzen 9 3900X, а также новые видеокарты AMD серии Radeon RX 5700.
Особенности архитектуры
Основное новшество – произошел раскол. Монолитный кристалл раздробили на чиплеты (chiplet). В зависимости от модели их может быть два или три.
Таким образом, каждый процессор состоит из одного или двух CCD (Core Complex Die) и одного cIOD (chiplet Input/Ounput Die). При этом каждый CCD состоит из двух CCX (Core Complex).
В зависимости от модели один из этих блоков может быть отключен. Один блок ССХ обеспечивает до четырех ядер и восьми потоков.
Хитрые ребята из AMD говорят, что выпускают процессоры по 7 нм техпроцессу, а на самом деле они по нему изготавливают только чиплеты CCD, а cIOD выпускают уже по 12 нм. Формально все в рамках, но все равно остаются смешанные чувства.
Пришлось немного попотеть, чтобы сделать новую разводку от однокристальной компоновки для нескольких чиплетов. Один чиплет CCD занимает площадь 74 кв.мм, а общая схема выглядит следующим образом.
Получается, что в чиплете CCD находятся вычислительные блоки, вся кэш память и контроллер шины Infinity Fabric, для связи с cIOD.
Теперь детальнее рассмотрим архитектуру. В ней появились изменения, но я бы не назвал их революционными – они закономерные и логичные. Например, увеличение кэш-памяти третьего уровня в два раза. Однако обо всем по порядку.
Мы уже знаем, что один кристалл CCD содержит два модуля ССХ по 4 ядра, на которые приходится 16 Мбайт кэш памяти третьего уровня. У нее 16-ти канальная организация. Далее на каждое ядро приходится по 512 кбайт L2 кэша, и L1 кэш, который состоит из 32 байт на инструкции и 32 байт на данные.
У каждого из кэшей L1 и L2 8-ми канальная организация. Получается, что кэш инструкций уменьшился вдвое, но также вдвое увеличилось число каналов. Еще одним новшеством стало внедрение нового предсказателя TAGE.
Увеличили кэш для микроопераций до 4К, что вдвое больше чем на процессорах Zen/Zen+. На ядро приходится по 4 целочисленных блока, а количество блоков генерации адресов увеличено на один и теперь целых 3 AGU. Таким образом за один такт происходит две операции чтения и одна записи.
Есть еще другие изменения в целочисленном блоке.
Теперь это два 256-ти битных модуля для лучшего выполнения инструкций AVX/AVX2. Также уменьшены задержки при умножении с 4-х до 3-х циклов. Кэш L1 инструкций осуществляет чтение из L2 по 32 байта за такт.
За тот же такт обмен между L1 данных и L2 составляет те же 32 байта. Обмен данных между кэшами L2 и L3 также составляет 32 байта за такт. Кэш L3 пришлось увеличить в два раза для того, чтобы улучшить скорость работы между чиплетами CCD, которые общаются посредством шины Infinity Fabric.
Это не единственная мера. Компания AMD не только увеличила размер кэш-памяти третьего уровня, но и увеличила количество регистров: L1 BTB до 512 записей, а L2 BTB до 7000 записей, вместо прежних 4000.
Снова можно вспомнить про новый предсказатель TAGE. Вместо одного алгоритма дальнейших вычислений он может рассчитывать несколько.
У каждого удачного события повышается приоритет на дальнейшее ветвление. Таким образом более приоритетные ветвления получают преимущество и будут рассчитываться первыми. Буфер таких предсказаний настолько большой, что туда умещаются целые деревья с предсказаниями, а не просто отдельные ветви.
Улучшен механизм чтения/записи.
Небольшие косметические улучшения претерпел декодер.
Каждый чиплет CCD соединяется шиной Infinity Fabric с чиплетом cIOD. Все это разводится на небольшой 12-ти слойной подложке и выглядит очень сложным.
Однако подобный механизм компания опробовала немного раньше на процессорах Threadripper.
Особенности новой платформы и чипсет AMD X570
С каждым новым поколением процессоров появляются новые чипсеты. Исключения не произошло, и в данном случае он тоже обновился. Однако, в данном случае обновление не такое как при переходе от 300-й серии к 400-й, а действительно кардинальное.
Начнем с того, что внутри самого процессора появился хаб ввода/вывода, который называется cIOD (chiplet Input/Ounput Die). Он выполняет функции классического северного моста, которые были раньше в старых наборах логики. Сейчас он выполняет те же функции, включая контроллер работы с памятью.
Функция чипсета AMD X570 осталась неизменной – это классический южный мост, который включает в себя много контроллеров для работы с различными интерфейсами, портами и прочими периферийными устройствами.
В данном случае мы видим, что процессорный чиплет cIOD сообщается с чипсетом AMD Х570 шиной PCI-e x4 Gen4 и наоборот. Получается, что Uplink и Downlink одинаковые - PCI-e x4 Gen4, а значит, в итоге получается PCI-e x8 Gen4.
Считаем линии. В процессоре их 24. 16 из них выделяется на два графических адаптера, 4 - на накопитель NVMe, еще 4 - на чипсет. В контроллере PCI-e чипсета их до 16 штук.
Мы помним, что 4 линии идут к процессору как Downlink, и поэтому остается 12 гибко настраиваемых линий PCI-e Gen4. Что еще необычного в новом чипсете? 8 x USB 3.1 Gen2 (10 Гбит/с), 4 x USB 2.0, 4 x SATA 3 (6 Гбит/с), поддержка технологии AMD Store MI.
Все характеристики выглядят замечательно, но, к сожалению, есть один недостаток – активное воздушное охлаждение. Это значит, что в компьютере будет жужжать еще один вентилятор.