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Cómo la arquitectura Zen 2 de AMD aumenta el rendimiento por vatio

Con la fecha de lanzamiento de la próxima arquitectura Zen 2 de AMD acercándose rápidamente, la compañía ha abierto el telón y nos ha dado una visión de las capacidades y mejoras de su nuevo uarch. Estos nuevos chips incluyen una serie de mejoras y beneficios para impulsar tanto mayores instrucciones por ciclo (IPC) como un mejor consumo de energía general.

Comencemos con algunos conceptos básicos. La familia Ryzen 3000 funciona con la arquitectura Zen 2 de AMD para sus APU. Las APU se están ejecutando efectivamente una generación por detrás: las APU de la serie 2000 se construyeron en realidad sobre Ryzen de primera generación, y las APU de la serie 3000 se basan en Ryzen de segunda generación.SEEAMAZON_ET_135 Ver el comercio de Amazon ET Las mejoras arquitectónicas y otras características que discutiremos hoy no se aplican al Ryzen 3 3200G o Ryzen 3 3400G.

Un punto que Mike Clark, miembro corporativo de AMD, hizo durante su presentación sobre Zen 2 es que su transición de 7 nm fue en realidad exitoso de lo que inicialmente predijo.

Algunos de ustedes recordarán los rumores de que AMD presentaría CPU Ryzen 3000 con relojes de CPU mucho más altos que las partes anteriores. Según los ingenieros de AMD, la compañía no esperaba necesariamente que Zen 2 alcanzara frecuencias más altas. Este es el problema intrínseco de las reducciones modernas de nodos de CPU. Las necesidades de proceso más pequeñas significan voltajes más bajos, y los voltajes más bajos pueden tener impactos negativos en la frecuencia de operación absoluta. En este caso, sin embargo, el nodo de 7 nm de TSMC y la propia ingeniería de AMD pudieron crear piezas que podrían alcanzar frecuencias moderadamente más altas que los chips de 12/14 nm.

El hecho de que AMD no esperaba ver necesariamente mejoras en la frecuencia de reloj en 7 nm es algo a tener en cuenta al evaluar la precisión de los rumores sobre saltos masivos de reloj en el futuro.

Zen-2-Slide14

Un cambio importante que viene con Zen 2 no tiene nada que ver con la CPU en sí. AMD nos notificó en el evento que hay nuevos cambios en el programador incorporados en el programador de Windows 10 a partir de Windows 10 1903 (actualización de mayo de 2019). Hay dos nuevas capacidades: reconocimiento de topología y aceleración del reloj. La rampa de reloj más rápida reduce la cantidad de tiempo para que la CPU cambie de estado de reloj, mejorando el rendimiento y, en teoría, mejorando el consumo de energía inactivo al permitir que la CPU cambie a estados de reloj más bajos más rápidamente. El conocimiento de la topología debería ayudar a mantener los datos locales en los CCX apropiados y llenar un CCX antes de cargar otro.

Estas ganancias (+15 por ciento de rendimiento de 1080p en Rocket League y una mejora del 6 por ciento en el lanzamiento de la aplicación PCMark 10) son son el resultado de la actualización del programador de Windows 10 y están separados de cualquier ganancia adicional como resultado de las mejoras en la arquitectura Zen 2. Aprovechar estas mejoras requiere tanto un controlador de chipset actualizado como la actualización de Windows 10 1903.

Esta diapositiva representa el panorama general de la microarquitectura de AMD. El chip integra un nuevo predictor de rama TAGE además del perceptrón BP que ha utilizado en el pasado. La caché de microoperaciones se ha aumentado a instrucciones de 4K, con el doble del L3 total a bordo. (AMD ahora se refiere a su L2 y L3 combinados como “AMD GameCache). Ahora hay una nueva unidad de generación de direcciones (AGU) adjunta al lado entero del núcleo, con soporte completo para punto flotante de 256 bits a través de AVX2.

Mejoras arquitectónicas

La presentación de diapositivas a continuación contiene nuestra inmersión profunda en las mejoras arquitectónicas específicas de la CPU Ryzen de tercera generación. Se puede hacer clic en cada diapositiva para abrirla en una nueva ventana.

Según AMD, estas mejoras los dejan muy por delante de Intel, tanto en términos de rendimiento por vatio como de consumo absoluto de energía en la pared.

Cinebench no es el punto final de la medición del consumo de energía, pero tampoco es una mala prueba. El 3700X, que, para ser justos, probablemente se encuentra más cerca del punto óptimo general para la arquitectura, supuestamente es un 56 por ciento más eficiente que el Core i7-9700K, mientras que consume solo un 86 por ciento de energía en términos absolutos.

Las ganancias frente al 2700X en términos de eficiencia energética general son aún mayores. AMD afirma que el 3700X es 1,75 veces más eficiente en rendimiento / vatio que el 2700X, mientras que consume un 70 por ciento de energía.

Conclusiones

Si bien, obviamente, no podemos juzgar un lanzamiento hasta que tengamos hardware para probar, AMD está presentando una familia de productos emocionante y agresiva. Los TDP se han reducido drásticamente. Según los informes, el IPC se ha incrementado en 1,15 veces. Se han subido las velocidades del reloj. Las mejoras del programador y la capacidad de punto flotante duplicado deberían proporcionar sus propias mejoras sólidas por encima de esta cifra de 1,15x. El ancho del bus Infinity Fabric se ha duplicado para permitir que el ancho de banda PCIe Gen 4 se utilice por completo, y hay un nuevo divisor de memoria en DDR4-3733 para permitir relojes de FI más bajos sin comprometer el escalado de DRAM.

Si eres fanático de las APU de AMD, 7nm también tiene emocionantes implicaciones a largo plazo para ellas. Si bien no sabemos cuándo veremos estas partes, la compañía claramente se ha enfocado de manera agresiva en un menor consumo de energía en todos los ámbitos. Esto claramente dará sus frutos cuando llegue el momento de actualizar la familia APU en 7nm. Una de nuestras teorías sobre el lanzamiento de 7 nm era que AMD enfatizaría la eficiencia energética en al menos algunas partes, y lo estamos viendo absolutamente, con una CPU de 8 núcleos de mayor rendimiento en un TDP de 65 W y una CPU de 16 núcleos en un TDP de 105W.