AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性

AMD對於第三代銳龍桌面處理器的信心可以說是非常充足的,因為它們不僅有目前遊戲PC領域中規格最高的16核32線程處理器銳龍9 3950X,而且在性能上基本已經超越了對手同級別的產品。那麼為什麼新的銳龍處理器能有這樣的表現呢?7nm工藝帶來的功耗與頻率紅利是一方面,但更重要的是Zen 2架構帶來了更高的效能。

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性

AMD表示,Zen 2架構是從Zen和Zen+架構發展而來,可以說是後兩者的一個延續,但同時也作出了很多創新和改良,最終在運算能力和擴展能力上都有了很大的提升。

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性

Zen 2架構核心仍然維持1個核心支持2個線程的SMT同步多線程設計,但相比前代架構又更大微指令緩存,支持4K指令,L3緩存相比Zen和Zen+架構要直接翻倍,1個核心內部有4個整數單元和2個浮點單元。

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性
基礎緩存結構

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性

Zen 2架構的緩存系統也得到進一步的優化,L1指令緩存32KB,8-Way陣列,L1數據緩存32KB,8-Way陣列,位寬32位,與Zen架構相比L1數據緩存位寬翻倍;L2緩存容量仍然為512KB,8-Way陣列;L3緩存則為16MB,16-Way陣列。

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性
取指令系統的改善

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性
指令解碼系統的改善

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性
雙浮點讀寫位寬從128位增加至256位

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性
整數單元的改進

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性
讀取與存儲系統改進

綜合來說,Zen 2架構更接近與是對Zen和Zen+架構原本不完善的地方進行了補完,同時還多個方面都進行了增強,通過增加雙倍緩存的方式,增加了指令預測的命中率,加大了內部數據與指令傳輸的帶寬,使核心運行效率可以得到最大化。

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性

不過要說到最大的改變,這還得要數處理器的物理結構變化最大。從AMD公布的處理器內部結構圖可以看出,這次CPU的內部不是一個封裝在一起的大核心,而是被分為了CPU核心以及I/O核心兩個部分,以銳龍9 3950X的結構來看,上面兩個就是CPU核心,下面的就是I/O核心。

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性
AMD稱這種設計為Infinity Fabric設計,這個設計可以通過CPU核心與I/O核心的不同組合變化出不同級別的產品

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性

在AMD的設計中,一個CCX核心是四核心8線程,這點與以往是相同的,兩個CCX則組成一個CCD模塊,就是8核16線程了。當一個CCD模塊也就是一個CPU核心與I/O核心,那就是8核16線程的處理器,像銳龍9 3950X這種16核心的就是兩個CCD與一個I/O核心配對。

每個CCD核心之間的數據交換都要經過I/O核心上Data Fabric進行,同時記憶體控制器也從CPU核心移到了I/O核心上,因此不管那個CCD模塊它們與記憶體控制器進行數據交換都是相同速率和延遲的。

當然你也可能會問這樣設計是否不利於CCD模塊相互之間的數據交換,對比AMD表示這點已經在他們的考慮當中,實際上你不能單獨把這部分剝離出去看,你要從整個CPU的設計來進行看待,不可否認這樣的設計並不是CCD模塊相互之間交換數據的最佳設計,但是在綜合考量多方面的表現後,這種設計是平衡度最佳的,而且CPU內部的大緩存設計也在一定程度上解決了這些問題,最終Zen 2架構表現出來的效能足以說明一切。

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性
雙倍的核心帶來雙倍的性能,說明這個設計有極高的效能

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性
Zen 2架構的能效比也遠超上一代的Zen+架構

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性
7nm工藝也帶來了更高的Boost頻率

AMD Zen 2架構優勢在哪里?更大的緩存,更高的帶寬,更靈活的擴展性
記憶體延遲上也有了很大的改善

來源:超能網