AMD正在持續放出關于Zen的信息,Zen是備受期待的、全新的x86處理器微架構。Zen對AMD來說是個大事,因為上一代“推土機”(Bulldozer)微架構被英特爾酷睿(Core)系列給“鏟平了”。因此,AMD需要Zen取得成功以贏得計算機制造商的心,重新讓采購者購買它的技術。
本周二晚AMD在舊金山向媒體介紹了Zen的情況。下面讓我們來看看關于Zen的詳細信息:
PC機
據稱,基于Zen的芯片將由GlobalFoundries制造,采用14納米低功耗FinFET。PC使用代號為Summit Ridge的Zen處理器,貼牌為AMD FX,將在2017年第一季度出貨,也許在2016年底就會有少量的售賣。換句話說,按照AMD的計劃,這款處理器不會在2016正式供貨。
Summit Ridge采用8核設計,有16個硬件線程,在AMD的AM4芯片組和主板上,支持DDR4 DRAM和PCIe Gen3。AMD向我們展示了一臺采用一個3GHz、8核Summit Ridge的PC,另外一臺同時運行的系統采用的是英特爾Broadwell-E 6900系列Core i7。一按下紅色按鈕,兩臺機器開始比賽者在屏幕顯示在Blender中渲染一個很大的Zen處理器封裝的3D模型,哪個CPU率先完成就算獲勝。
另外,AMD稱其芯片比英特爾芯片的渲染速度更快,實際上只是快了幾毫秒。但無論如何Summit Ridge能夠匹敵英特爾今年年初推出的高端臺式機處理器,AMD承認它的芯片將會在發布的時候速度更快一些。
Zen的核心預計平均每個周期執行的指令數比上一代AMD Excavator核心增加了40%。我們估計Zen的性能提升介于英特爾Broadwell和Skylake微架之間——在單線程IPC方面。Zen必須能夠與英特爾高端芯片保持步調一致,或者趕超英特爾,以避免在明年初正式出貨Summit Ridge的時候落后。Zen仍然落后于英特爾即將在未來18個月推出的14納米Kaby Lake和10納米Cannonlake。AMD并不想在現在這個時候談論確切的基準測試數據。
服務器
對服務器來說,代號為Naples(可能貼牌為AMD Opteron)的Zen系統處理器將會在2017年第二季度出貨。與AMD關系最緊密的服務器客戶已經從今年第二季度開始使用該芯片樣品了。Naples芯片預計將會出現在每插槽采用32核、64個硬件線程的雙路系統中。AMD正在游說微軟、Ubuntu制造商Canonival、Red Hat、Suse、VMware、Citrix等廠商為該硬件提供軟件支持。
采用Zen的服務器主板Naples
其他
我們還得知,用于筆記本電腦的Zen CPU將會在明年下半年推出。目前關于定價、速度、核心、時鐘頻率以及其他產品配置的詳細信息都還沒有公布,不過我們可以在下周于加州舉行的Hot Chips 2016大會上關于Zen的技術細節。
微架構預計將可以跨所有系統進行擴展,從嵌入式產品到PC、筆記本電腦到游戲平臺以及服務器。AMD公司首席執行官Lisa Su表示,Zen將讓AMD“重新進入數據中心”。
顯然,AMD已經按下了“重置”按鈕,正在深耕x86和通用微架構,讓AMD利用有限的資源覆蓋到盡可能多的市場。
在AMD接下來的計劃中似乎并沒有給ARM架構留下很多空間。AMD將在年底開始出貨64位基于ARMv8的Opteron A1100(代號Seattle)服務器處理器,但實際上,AMD目前正專注于x86——從臺式機到數據中心。從與AMD員工的交談中可以感覺到,AMD的策略是:讓Zen取得成功,然后再考慮Seattle等事情。
簡單的說,AMD現在希望返回臺式機和服務器市場,x86將會幫助它實現這個目標,而不是ARM架構,后者更多地是在移動和嵌入式領域。“軟件已經都有了,但是ARM的生態系統必須要強化,如果它希望ARM服務器崛起的話,”一位AMD高管說。
解析Zen
AMD公司首席技術官Mark Papermaster展示了該微架構的概覽,包括一些新的功能特性。有一件事情,如果你不知道或者還沒有意識到的話,那就是Zen市一中同步多線程(SMT)的設計,每個核心有兩個硬件線程,而不是Bulldozer有些奇怪的集群方式,對一些用戶來說可能會影響性能。使用SMT會增加模片大小,這對設計工程師來說是一件頭疼的事情,但至少你會獲得多線程和浮點性能。
“我們已經改善了浮點單元,”Papermaster補充說。“我們對Zen的浮點性能很滿意,這是有針對性的優化。”
Zen有8MB的共享L3緩存,每個核心一個統一的512KB L2緩存,以及64KB指令緩存,以及每個核心32KB數據緩存。
這里顯示了緩存如何融入整個結構中。Zen還采用了比上一代更廣的指令窗口,使其可以在任何時候順序執行更多代碼,從而進一步優化指令順序以實現吞吐量的最大化。
我們得知,Zen的分支預測相比上一代有所改善,還有針對微操作的緩存——簡單來說,就是每個執行指令所采取的步驟。但一個指令執行了之后,就會分割為微操作,從CPU的微代碼獲取;Zen緩存這些微操作查詢以提升效率。
AMD還花了一些精力來降低功耗:現在有一種機制可以關閉未使用的芯片塊,從而最大限度減少處理器的電流消耗和功耗。現在有很多芯片都用了這種控制機制。AMD對此尤為自豪。但是現在還沒有關于功耗的數據,不過AMD稱是“很有競爭力的TDP”。
下周我們將會報道Hot Chips大會,透露更多關于Zen的信息。到目前為止,我們所知道的就是AMD仍然承諾會持續開發這種微架構。在有產品規格、價格和獨立基準測試數據出來之前,沒有人會對此太過興奮的。
Moor Insights and Strategy技術行業分析師Patrick Moorhead向我們表示,他對目前看到的和聽說的都很看好。
“昨天晚上AMD關于Zen的展示,在性能方面是很有吸引力的,”他說。“AMD說,功耗是有競爭力的,我們看到的主頻到最終生產的時候會更高一些,我們看到的到時候會大規模生產出來。”
“所有這些聽上去都很正面。從現在到發布這期間還有很多執行的工作,但至少我相信AMD現在在處理器方面的定位要比此前多年來好得多。在我看來,這是十年來我看到AMD CPU最重要的一件事。”