Kilka słów o chipletach, rdzeniach Zen 2 i chipsecie X570

Nim przejdziemy do testów, warto poświęcić jeszcze kilka słów na temat budowy nowych procesorów – biorąc pod uwagę zmiany w architekturze, dział powinien zainteresować entuzjastów. Osoby mniej doświadczone w temacie spokojnie mogą pominąć rozdział i od razu przejść do testów wydajności.

Budowa procesora

Podstawową zmianą jest fizyczna budowa procesora. Producent zdecydował się zastosować konstrukcję na bazie chipletów – osobnego układu/układów z rdzeniami (CCD) i osobnego dla interfejsów I/O (cIOD).

Chiplet CCD (Core Chiplet Die) składa się z 3,9 mld tranzystorów, został wykonany w 7-nanometrowym procesie technologicznym TSMC i ma powierzchnię około 74 mm². W jednym układzie umieszczono dwa bloki CCX (CPU Complex), z których każdy obejmuje cztery rdzenie ze swoimi pamięciami podręcznymi pierwszego i drugiego poziomu oraz 16 MB współdzielonej pamięci podręcznej trzeciego poziomu. W przypadku modeli 6-i 8-rdzeniowych zastosowano jeden, a w wersjach 12- i 16-rdzeniowych dwa jądra krzemowe CCD.

Chiplet cIOD (I/O Die) składa się z 2,09 mld tranzystorów, ale został wykonany w 12-nanometrowej litografii w GlobalFoundries – jego powierzchnia to około 125 mm². W układzie zintegrowano dwukanałowy kontroler pamięci DDR4 RAM natywnie obsługujący modułu o taktowaniu już 3200 MHz, kontroler z 24 liniami PCI-Express w nowej wersji 4.0 oraz pozostałe kontrolery interfejsów zewnętrznych. Chiplet(y) CCD komunikują się z blokiem cIOD za pomocą magistrali Infinity Fabric, która ma dwukrotnie większą szerokość niż w poprzednich układach Zen/Zen+.

Zastosowanie konstrukcji na bazie chipletów pozwoliło rozbudować jednostkę, jednocześnie zachowując niewielkie skomplikowanie układów (co ma bezpośredni wpływ na uzysk i końcową cenę procesora).

Mikroarchitektura Zen 2

Nowe procesory to również nowa mikroarchitektura Zen 2, gdzie wprowadzono kilka istotnych zmian względem Zen/Zen+. Przede wszystkim poprawiono system przewidywania skoków, dodano trzecią jednostkę generowania adresów (AGU), poprawiono efektywność wielowątkowości oraz zmniejszono opóźnienia pamięci podręcznych. Przy okazji dodano wsparcie dla instrukcji AVX-256 oraz nowe instrukcje do zarządzania pamięcią.

Każdy rdzeń ma do dyspozycji po 32 KB pamięci podręcznej pierwszego poziomu na instrukcje (L1I) i dane (L1D) oraz 512 KB pamięci podręcznej drugiego poziomu (L2). Dodatkowo każdy blok CCX oferuje aż 16 MB pamięci podręcznej trzeciego stopnia – dwa razy więcej niż w przypadku modeli z generacji Zen/Zen+. Więcej pamięci podręcznej powinno przełożyć się na lepsze osiągi, również w grach (przez to producent nazwał połączenie pamięci L2 i L3 marketingowym tytułem GameCache).

AMD chwali się, że trzecia generacja procesorów Ryzen ma być nawet o 21% wydajniejsza względem układów z drugiej generacji. Na poprawę osiągów składa się zwiększenie współczynnika IPC (instrukcji wykonywanych w jednym cyklu zegara) – ten wzrósł średnio o 15%, ale też zastosowanie niższego procesu litograficznego i wyższe taktowanie.

Warto wspomnieć, że procesory na bazie mikroarchitektury Zen 2 są niepodatne na ataki Meltdown, Spectre V3A, Foreshadow, Lazy FPU, MDS i Spoiler, a w przypadku luk Spectre 1, 2 i 4 zastosowano poprawki w warstwie sprzętowej (do tej pory były one realizowane na bazie mikrokodu i/lub łatki dla systemu operacyjnego). AMD ma przewagę nad modelami Intela jeżeli chodzi o bezpieczeństwo procesorów.

Nowy chipset AMD X570

Przy okazji premiery nowych procesorów, producent przygotował również nowy chipset AMD X570 - jest to flagowa propozycja dla mainstreamowej platformy AM4, która oferuje jeszcze lepsze możliwości względem wcześniejszego układu AMD X470. Warto jednak zauważyć, że przy wyborze nowego procesora nie jesteśmy skazani na nowe (drogie) płyty, bo bez problemu można je zamontować też na starszych modelach B450 i X470, a część producentów umożliwi również wsparcie na starych B350 i X370.

Sam chipset oferuje maksymalnie 16 linii PCI-Express 4.0, które producenci płyt mogą rozdysponować wg własnego uznania. Cała platforma obsługuje do 14 gniazd SATA 6 Gb/s, do trzech złączy M.2 NVMe, a także do 4 portów USB 2.0 i do 12 portów USB 3.1 10 Gb/s. Pod tym względem platforma AMD X570 wypada zauważalnie lepiej niż konkurencyjna Intel Z390.

Warto zauważyć, że funkcjonalność płyt w dużej mierze zależy od wykorzystanego procesora. Jeżeli na płycie zainstalujemy model Ryzen 3. generacji „Matisse”, płyta zaoferuje łączność PCI-Express w wersji 4.0 – jej potencjał będzie można wykorzystać przy obsłudze kart rozszerzeń (z nowej magistrali będą korzystać np. karty graficzne Radeon RX 5700/5700 XT) i superszybkich nośników M.2 PCIe 4.0 x4 (np. modeli na bazie nowego kontrolera Phison E16). Jeżeli natomiast będzie to model bazujący na starszej mikroarchitekturze, złącza na płycie będą działać w standardzie PCI-Express 3.0.