AMD рассказала об архитектуре Zen 2 и показала совершенно новые процессоры

Вторая часть мероприятия AMD Next Horizon была посвящена процессорам.

Для начала немного истории. В прошлом году на рынок вышли процессоры AMD Ryzen первого поколения. Они стали первыми носителями совершенно новой архитектуры Zen, которая оказалась дико удачной. Затем последовали HEDT-процессоры Ryzen Threadripper и серверные Epyc.

В этом году мы увидели второе поколение Ryzen и Ryzen Threadripper, основанных на архитектуре Zen+. От Zen она мало чем отличается, разве что новые CPU стали 12-нанометровыми. А серверные и вовсе не были переведены на Zen+.

И вот уже в следующем году нас ждёт Zen 2 — намного более изменённая версия Zen/Zen+. Что интересно, первой на неё переведут именно серверные CPU Epyc. Собственно, на вчерашнем мероприятии в основном о новых эпиках AMD и рассказывала, но также уделила внимание архитектуре в целом. О новых Ryzen и Threadripper ничего не говорили.

Итак, для начала тезисно об архитектуре:

• Процессоры с Zen 2 будут семинанометровыми. Да, это тогда, когда Intel ещё с 10 нм не справилась.
• Будет немало именно архитектурных улучшений. Улучшат предсказатель ветвлений, вычислительный конвейер и прочие особенности, суть которых мало кто понимает.
• До 256 бит расширят блок вычислений с плавающей запятой.
• Существенно нарастят IPC (количество инструкций за такт). Но тут данные разные. Кто-то пишет про 52%, кто-то — про 25%. Думаю, первый вариант слишком уж фантастический.

Теперь более конкретно. AMD заявила, что Zen 2 принесёт удвоение количества процессорных ядер. Но если с Epyc всё точно известно — топовые CPU получат 64 ядра — с остальными пока не так понятно. Думаю, новые Threadripper также будут содержать до 64 ядер, а вот будет ли 16 ядер у обычных Ryzen — пока вопрос открытый.

Ну и теперь непосредственно про новые Epyc. Основное, что меня заинтересовало — конфигурация кристаллов. Не секрет, что и Epyc и Threadripper в нынешнем поколении содержат по четыре кристалла на одной подложке. Каждый кристалл включает восемь ядер, но в младших CPU часть кристаллов попросту отключена или же вообще битая. Проблемой старших Epyc и Threadripper второго поколения является NUMA — неравномерный доступ к памяти. Это обусловлено как раз конфигурацией кристаллов — только два из четырёх имеют прямой доступ к контроллеру памяти, то есть к самой оперативке, тогда как два других вынуждены обращаться к памяти через «посредника», что в некоторых случаях весьма существенно снижает производительность. Так вот, в новых CPU AMD этой проблемы не будет, потому что… смотрите сами.

Да, вот так под крышкой выглядят новые Epyc, и так же будут выглядеть новые Threadripper. Восемь кристаллов — это как раз семинанометровые CPU. Каждый кристалл содержит восемь процессорных ядер. Центральный кристалл сама AMD никак не назвала, но в ранних утечках он был назван System Controller. В общем, это микросхема, содержащая контроллер памяти, контроллеры ввода/вывода и прочее. Она, к слову, будет производиться по 14-нанометровому техпроцессу.

Слева — текущее поколение Epyc, справа — следующее

Такая компоновка получила название Chiplet Design. У неё куча преимуществ. Во-первых, как и у предыдущей многочиповой компоновки AMD, такое решение позволяет существенно снизить стоимость производства, так как ненужно производить сложные кристаллы и, соответственно, снижается процент выхода негодных чипов. Во-вторых, такое решение позволяет использовать битые кристаллы для производства младших процессоров с меньшим количеством ядер. В-третьих, дополнительно снижается стоимость производства ещё и из-за того, что конструктивно все модели CPU в линейке абсолютно идентичны. Ну и, в-четвёртых, конкретно такая компоновка решает проблему с NUMA, так как все ядра имеют прямой доступ к контроллеру памяти. К слову, для этого используется интерфейс Infinity Fabric.

Также стоит отметить, что новые CPU (снова впервые в отрасли) получили поддержку PCIe 4.0.

Теперь к десерту. На мероприятии AMD не преминула сравнить своё новое детище с конкурентами. Безымянный пока 64-ядерный CPU Epyc нового поколения, которое, к слову, называется Rome, сравнили с двухпроцессорной системой, включающей пару CPU Intel Xeon Platinum 8180. На данный момент это самые топовые процессоры платформы Xeon Scalable. Каждый содержит 28 ядер с частотой 2,5-3,8 ГГц, имеет TDP 205 Вт и стоит 10 000 долларов. Результат можете видеть сами.

Правда, на днях Intel, как мы уже писали, представила 48-ядерный процессор поколения Cascade Lake-AP, которое и будет соперничать с новыми Epyc, но, судя по всему, шансов у Intel в этом противостоянии мало.

Что же касается нового поколения Ryzen, которое все мы так ждём, оно появится после серверных CPU ориентировочно в середине 2019 года. Что там будет, пока можно лишь гадать.