8 Ekim'deinci2020 AMD, Zen 3 mimarisine dayalı yepyeni Ryzen 5000 serisi masaüstü işlemcilerini duyurdu. Bu duyuru, yılın en çok beklenen PC donanım duyurularından biriydi. Orijinal Zen mimarisinin 2017'de piyasaya sürülmesinden bu yana AMD, yıllık mimari iyileştirmeler açısından dik bir yukarı doğru yörüngede. AMD'nin Ryzen işlemci tarihindeki en büyük nesil sıçramasını sunduğunu iddia etmesiyle bu yıl da farklı değildi. Bu yeni mimariyi bu kadar özel yapan nedir? Zen 3'ün getirdiği mimari iyileştirmelere derinlemesine bakalım.
AMD, Zen 3 mimarisini 8 Ekim 2020'de tanıttı - Resim: Wccftech
Zen mimarisinin Temelleri
AMD’nin Ryzen işlemcileri, ana rakipleri Intel’in masaüstü işlemcilerinde kullandıklarından çok farklı benzersiz bir tasarım kullanıyor. Ryzen işlemciler aslında büyük tekil bir yongadan ziyade birden çok küçük yongaya dayanmaktadır. Bu farklı chiplets, 'Infinity Fabric' olarak bilinen bir bağlantı aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurar. AMD, Infinity kumaşını AMD işlemcilerdeki farklı chiplets arasında hızlı bağlantıya izin veren bir hiper aktarım seti olarak tanımlıyor. Bu, tek bir çipten ziyade, alt tabaka üzerinde hızlı bir bağlantı aracılığıyla birbirleriyle iletişim kuran birden çok küçük parça olduğu anlamına gelir.
Bu tasarım artıları ve eksileri ile birlikte gelir. En büyük avantaj ölçeklenebilirliktir. Yonga tasarımı, AMD'nin daha küçük bir pakete daha fazla çekirdek sığdırabileceği anlamına gelir, böylece CPU pazarının bütçe segmentinde bile yüksek çekirdek sayısı seçeneklerine izin verir. Bu tasarımın ana dezavantajı gecikmedir. Çekirdekler fiziksel olarak birbirinden ayrıdır, bu da verilerin sonsuzluk dokusunda dolaşması için geçen süre nedeniyle biraz daha fazla gecikme sağlar. Bu, oyun oynama gibi gecikmeye duyarlı uygulamalardaki performansın genellikle Intel’in tek çipli tasarımından daha düşük olduğu anlamına gelir.
Zen 2 Uygulaması
Ryzen 3000 serisi işlemciler, ana akım masaüstü pazarında büyük bir başarıydı. Bu CPU'lar, Zen mimarisinin tasarımında çok ilginç bazı iyileştirmelere sahip olan TSMC’nin 7nm sürecine dayanan Zen 2 mimarisine dayanıyordu. Zen 2, CPU çekirdeklerini her biri 4'lük Çekirdek Kompleksleri halinde birleştirirken, 32 MB L3 Önbellek havuzunu her biri 16 MB önbellekten oluşan iki küçük havuza böldü. Bu çekirdek kompleksler (CCX) Zen 2 işlemci serisinin temelini oluşturuyordu. Her 4 çekirdekli kompleks, gecikmeyi iyileştirmek için önemli olan 16 MB L3 önbelleğe anında erişime sahipti. Bu, Zen 2'nin oyun gibi gecikmeye duyarlı uygulamalarda Intel için çok rekabetçi olduğu ve çok iş parçacıklı iş yüklerinde Intel'den çok daha iyi performans gösterdiği anlamına geliyordu.
Farklı CCX birimlerinin hala Infinity Fabric aracılığıyla birbirine bağlanması gerekiyordu, bu nedenle hala biraz gecikme olması bekleniyordu. Bununla birlikte, Zen 2, Zen + 'ya göre% 15 IPC (Saat Başına Talimat) iyileştirmesi sundu ve ayrıca daha yüksek çekirdek saatleriyle övündü. Bu nesil AMD için önemliydi, çünkü artık Intel ile rekabette geri adım attılar ve hızlı yenilikleri ve Intel'in kayıtsızlığı nedeniyle büyük gelişme potansiyeline sahipler.
AMD Zen 2 tabanlı Ryzen 3000 serisi işlemciler, çoklu CCX tasarımı kullandı - Resim: Hexus
Zen 3 için Hedefler
AMD, çok net bir hedefi göz önünde bulundurarak Zen 3'ü geliştirmek için yola çıktı. Rekabetin çok iş parçacıklı tarafına hâkim olduklarından, Intel'in biraz gerisinde kaldıkları tek alan oyun oynamaktır. Zen 3 kadar iyi olsa da, mavi takımın son derece yüksek saat hızları ve düşük gecikme süresi sunan tasarımı nedeniyle Intel'in oyun tacını çalamadı. Mümkün olan en yüksek kare hızını isteyen saf oyuncular için cevap hala Intel'di. Bu nedenle AMD'nin bu nesil için hedefleri netti:
- Çekirdekten Çekirdeğe Gecikmeyi İyileştirin
- Çekirdek Saat Hızlarını Artırın
- Saat başına Talimatları (IPC) artırın
- Verimliliği Artırın (Watt Başına Daha Yüksek Performans)
- Tek İş Parçacıklı Performansı Artırın
Zen 2'nin çok çekirdekli uygulamalarda zaten çok sağlam bir performans sergilediği düşünüldüğünde, AMD'nin bu nesil CPU'lar için neredeyse yalnızca tek iş parçacıklı performansa odaklanması kolaydı.
Zen 3 İyileştirmeleri
AMD, 8 Ekim'de 'Oyun Başlıyor' Canlı yayınında yeni CPU'ları ve Zen 3 mimarisinden bahsetti.inci. AMD, Zen 3'ün Zen mimarisi tarihindeki en büyük nesil sıçraması olduğunu iddia ediyor. Yeni Ryzen 5000 CPU'lar hala TSMC’nin 7nm sürecine dayanıyor, ancak başlık altında çok sayıda mimari iyileştirmeye sahip.
8 Çekirdekli Karmaşık Tasarım
Muhtemelen yeni mimarideki en büyük gelişme, tamamen yeni düzendi. AMD, Zen 2'nin çoklu CCX tasarımını ortadan kaldırdı ve bunun yerine 8 çekirdeğin tümünün 32MB L3 önbelleğe erişebildiği tek bir 8 çekirdekli Kompleks tasarıma geçti. Bu yeniden tasarım, oyunlar gibi gecikmeye duyarlı uygulamalarda büyük etkilere sahiptir.
Yeniden tasarlanan 8 çekirdekli kompleks ile 32MB L3 önbelleğin tamamı artık her çekirdekte kullanılabilir - Görüntü: AMD
Önbellek ve diğer çekirdeklerle doğrudan temas halindeki her çekirdek ile, verilerin bir taraftan diğerine geçmek için tüm kalıbın çaprazına sahip olmadığı için gecikmeyi önemli ölçüde artırır. Bu yeniden tasarım aynı zamanda yonganın etkin bellek gecikmesini iyileştirerek tek iş parçacıklı görevler için daha yüksek performans sağlar.
IPC İyileştirme
Çekirdek kompleksin geliştirilmiş düzeni Zen 3'ün getirdiği tek gelişme değil. AMD, Zen 2'ye göre% 19'luk bir IPC İyileştirmesi olduğunu iddia ediyor ki bu çok büyük bir rakam. IPC veya Saat Başına Talimatlar, CPU'nun saat döngüsü başına ne kadar iş yapabileceğini gösterir. % 19'luk iyileşme, Ryzen'in 2017'de piyasaya sürülmesinden bu yana IPC'de gördüğümüz en büyük sıçramadır. Önceki nesil Zen 2 işlemciler ayrıca Zen + mimarisine göre oldukça büyük bir% 15 IPC iyileştirmesi getirdi.
Bu IPC iyileştirmesi, AMD'nin Intel’in çok yüksek çekirdek hızlarıyla rekabet edebilmesi ve hatta hızlandırma hızı açısından 5 GHz’in altında kalması anlamına geliyor. AMD, bu büyük IPC artışına katkıda bulunanları da özetledi. Promosyon materyaline göre, katkıda bulunan ana faktörler şunlardır:
% 19'luk bir IPC iyileştirmesi, AMD’nin şimdiye kadarki en büyük nesil atılımı - Resim: AMD
- Önbelleği Önceden Getirme
- Yürütme Motoru
- Şube Tahmin Edici
- Mikro İşlem Önbellek
- Başlangıç aşaması
- Yükle / Depolamak
Verimliliği arttırmak
TSMC’nin 7nm işleminin inanılmaz yoğunluğu nedeniyle AMD, aynı ortalama güç çekimini korurken Ryzen yongalarına daha da fazla güç sığdırmayı başardı. AMD, Ryzen 5000 serisi yongaların 3000 serisi ile aynı 7nm işlemine dayandığını iddia ediyor, ancak süreç iyileştirildi ve elde edilen yongalar bu nedenle daha verimli.
Etkileyici bir Watt Başına 2.4X Performans iyileştirmesi ile AMD, güç çekimini kontrol altında tuttu - Resim: AMD
AMD ayrıca, Ryzen 9 5900X ve 5950X'in, daha yüksek hızlara ve gelişmiş IPC'ye sahip olmasına rağmen, son nesil 3900X ve 3950X ile aynı miktarda güç tüketeceği konusunda cesur bir iddiada bulundu. AMD’nin tanıtım malzemesi, orijinal Zen mimarisine göre 'Watt başına 2,4 kat Performans' iyileştirmesinden alıntı yaptı. Bu sayı AMD'nin 5900X ve 5950X güç çekişi iddialarıyla aynı çizgide çünkü artık daha yüksek saatlere sahipler ama yine de öncekilerle aynı TDP numaralarına sahipler.
Rafine Silikon, Daha yüksek saatler
Ryzen 3000 serisinin kullanım ömrünün sonunda AMD, “XT” markasıyla seriye 3 CPU ekleyen bir yenileme yayınladı. Ryzen 5 3600XT, Ryzen 7 3800XT ve Ryzen 9 3900XT, temel modellerle aynı işlemcilerdi ancak daha yüksek saat hızlarına sahipti. Bir ürünün ömrünün sonunda, üretim süreci olgunlaşır ve silikon kalitesi daha iyi hale gelir. Bu, silikonun daha yüksek hızlara çıkabilen ve saatleri daha uzun süre tutan CPU'lar ürettiği anlamına gelir. XT serisi CPU'lar tam olarak bu şekilde mümkün hale geldi.
Zen 3 CPU'larla AMD, 5000 serisi CPU'ları aynı 7nm düğümünde oluşturmak için aynı olgun üretim sürecini ve daha yüksek kaliteli silikonu kullandı. Bu, AMD'nin destek saatlerini son neslin XT serisinden çok daha yükseğe itmesine izin verdi. Daha yüksek IPC ve çekirdek düzeninin yeniden tasarlanmasıyla birlikte daha yüksek hızlanma saatleri, AMD'nin tek iş parçacıklı performansın zorluğunun üstesinden gelmeye hazır olduğu anlamına geliyordu. 4 Ryzen 5000 serisi işlemcilerin ilan edilen saat hızları aşağıdaki gibidir:
3 Ryzen 5000 serisi CPU için reklamı yapılan teknik özellikler - Resim: AMD
- AMD Ryzen 5 5600X: 3,7 GHz Temel, 4,6 GHz Boost
- AMD Ryzen 7 5800X: 3,8 GHz Temel, 4,7 GHz Boost
- AMD Ryzen 9 5900X: 3,7 GHz Temel, 4,8 GHz Boost
- AMD Ryzen 9 5950X: 3,4 GHz Temel, 4,9 GHz Boost
Chiplet Tasarım Avantajları
AMD'nin nesiller arası böylesine önemli bir sıçrama yapmasını mümkün kılan birçok faktör vardı. En büyüklerinden biri yongaların kendisinin tasarımıdır, yani CPU kalıplarının 'Yonga Stili' düzeni. Bu tasarım, nesiller arası iyileştirmeler söz konusu olduğunda birçok önemli avantaj sunar:
- Ölçeklenebilirlik: Çekirdekler alt tabaka üzerindeki çıtaların içinde düzenlendiği için AMD'nin aşırı ısınma riski olmadan benzer bir pakete daha fazla çekirdek sıkıştırması mümkündür. Intel’in rakip tasarımı, tüm çekirdekleri birbirine çok yakın yerleştirir ve bu da doğru yapılandırılmadığı takdirde ciddi termal sorunlara neden olabilir. Öte yandan AMD, ana masaüstü platformunda 6 çekirdekli, 8 çekirdekli, 12 çekirdekli ve hatta 16 çekirdekli işlemcileri yapmak için bu yonga tasarımını kullanmayı başardı. Bu, AMD'nin bu tasarım nedeniyle bir çekirdek sayım hakimiyeti kurduğu anlamına gelir.
- Geliştirme Kolaylığı: Bu tasarımın bir diğer büyük avantajı, görünüşe göre geliştirme kolaylığıdır. Zen 3 mimarisinin geliştirme sürecinde AMD, Zen 2 ile tamamen aynı temel tasarımı kullandı ve ardından onu değiştirdi. Bu, tasarımın zaten belirli bir dereceye kadar mükemmelleştirildiği anlamına geliyordu ve AMD'nin hedefledikleri temel alanlarda iyileştirmesi kolaydı.
- Eşzamanlı 5nm Geliştirme: AMD ayrıca 5nm mimarisine dayalı Ryzen CPU'lar için gelecek planlarının da yolunda olduğuna dikkat çekti. Bunun nedeni, yonga tasarım mimarisinin AMD'nin aynı anda birden çok geliştirme akışı çalıştırmasına izin vermesidir. AMD, 7nm sürecini temel alan Zen 3 ve Zen 2 mimarilerinin yaptığı gibi, 5nm işlemlerinin planlandığı gibi geleceğinden emindi.
AMD, 5nm işleminin de tasarımda olduğunu iddia ediyor - Resim: AMD
Beklenen sonuçlar
Zen 3 tabanlı Ryzen 5000 serisi işlemciler, yalnızca çok iş parçacıklı iş yüklerinde değil, aynı zamanda oyunlarda da endüstri lideri olmayı vaat ediyor. 2006'dan bu yana ilk kez AMD, mutlak en iyi oyun performansı yarışında Intel'i resmen tahttan indirdi (AMD'nin iddialarına göre). AMD ayrıca Ryzen 9 5950X ile herhangi bir masaüstü yongası arasında en yüksek tek iş parçacıklı performansa sahip olduğunu iddia etti ve onu yakından Ryzen 9 5900X izledi. Zen 3'ün getirdiği mimari iyileştirmelerden beklenen sonuçlara bir göz atalım.
Oyunlarda Liderlik
% 19'luk devasa bir IPC iyileştirmesi, artan çekirdek saatleri ve yeniden tasarlanmış bir çekirdek karmaşık sistem ile AMD, bu neslin oyun performansında devasa bir sıçrama yaptı. Zen 2, Intel’in teklifleriyle makul düzeyde rekabet ederken, Zen 3 tüm oyun iş yüklerinde Intel’i tamamen yenmeyi planlıyor. AMD, Ryzen 9 5900X'in oyunlarda Ryzen 9 3900X'ten ortalama olarak yaklaşık% 26 daha hızlı olduğunu iddia ediyor. Bu, yalnızca bir nesilde yapılacak devasa bir adımdır.
Dahası AMD, oyunlarda Ryzen 9 5900X'in Core i9-10900K'dan daha hızlı olduğunu iddia etti. Bu, genel PC meraklıları için AMD hayranları için oldukça büyük bir haber. Bu, artık en iyi AMD CPU'ların hem oyun hem de çok çekirdekli uygulamalarda en iyi Intel CPU'ları geçtiği anlamına geliyor. Hala arkaik 14nm mimarisine takılıp kalmaları Intel’in durumuna yardımcı olmuyor ve yeni nesil Rocket-Lake işlemcileri Ayrıca 14 nm'de olduğu da söyleniyor. Bu arada AMD, Zen 2 ve Zen 3'teki 7nm teklifleriyle tüm silindirlere ateş ederken, aynı zamanda görünüşe göre yolda olan 5nm planları üzerinde de aynı anda çalışıyor. Bunun Intel’in masaüstü CPU pazar payı üzerinde ciddi etkileri olabilir.
AMD Ryzen 5000 serisi işlemciler oyunlarda Intel’in sunduklarından daha hızlıdır - Resim: AMD
Geliştirilmiş Tek İşlem Parçacıklı Performans
AMD bir süredir daha iyi çok çekirdekli performansa sahipti, ancak bu, modern oyunların tüm çekirdeklerden etkili bir şekilde yararlanmamasından dolayı daha iyi oyun performansı anlamına gelmiyor. Çoğu oyunda en çok kullanılan ve genellikle 'dünya ipliği' adı verilen baskın bir iş parçacığı vardır. Dünya iş parçacığı, gecikmeye ve tek çekirdek performansına karşı büyük ölçüde hassastır. AMD’nin mimari yeniden tasarımı sayesinde, gecikme büyük ölçüde azaltıldı ve böylece bu baskın iş parçacığının performansını büyük ölçüde artırdı. Bu, AMD'nin oyun senaryolarında başı çekmesini sağladı.
Bu aynı zamanda AMD’nin tek iş parçacıklı performansının artık Intel’den çok daha üstün olduğu anlamına geliyor. Aslında AMD, Ryzen 9 5950X için etkileyici bir tek çekirdekli Cinebench skoru 640 gösterdi ve bunu Ryzen 9 5900X tarafından 631 puanla yakından takip etti. Bu iyileştirmeler, Zen 3 mimarisinin mimari çekirdek karmaşık yeniden tasarımı, azaltılmış gecikme süresi ve daha yüksek hızlandırma saatleri nedeniyle de mümkündür. Ryzen 5000 serisi işlemcilerin tek iş parçacıklı performansı hakkında daha fazla bilgiyi şurada okuyun: Bu makale.
AMD Ryzen 9 5900X, Cinebench'te 631'lik rekor bir tek çekirdek puanına sahip - Görüntü: AMD
Daha da yüksek Çok iş parçacıklı Performans
Çok iş parçacıklı performans segmentindeki hakimiyetini sürdüren AMD, Zen 3 tabanlı Ryzen 5000 serisi işlemcileri için yine etkileyici rakamlar gösterdi. Özellikle, 12 çekirdekli Ryzen 9 5900X ve Ryzen 9 5950X, çekirdek ağırlıklı iş yüklerinde rakipsiz performansa sahiptir. AMD, aynı zamanda, 5950X'in ilk defa CAD çalışması için en hızlı masaüstü işlemcisi olmasına izin veren bazı ince ayarlar da yaptı. AMD, onu en iyi oyun işlemcisi VE içerik oluşturma için en iyi işlemci olarak görüyordu ve bu ifadeyle tartışmak zor. AMD, 3950X'e göre iş yüklerini işlerken etkileyici bir% 12 daha fazla performans iddia etti. Bu, bu işlemciyi, masaüstü bilgi işlemin sunduğu en iyi şey için çabalayanlar için mutlak bir canavar yapar.
Intel için alarm zilleri?
AMD'nin Ryzen serisini neredeyse kör edici bir oranda geliştirdiğine şüphe yok. Nesilden nesile büyük performans iyileştirmeleri sundular ve Zen 3 şimdiye kadarki en büyük atlayışları olmayı vaat ediyor. Ryzen 3000 serisi işlemciler çekirdek sayıları ve fiyatlandırma açısından mükemmel bir değer sunarken, tek bir ana iş yükünde hala Intel'in gerisindeydiler: Oyun. AMD, işleme, kodlama, video prodüksiyonu veya akış gibi masaüstü pazarının hemen hemen diğer tüm yönlerinde güçlü bir liderlik kurmuştu, ancak gerçekten tartışmasız sınıfının en iyisi işlemci olmak için oyunlarda Intel'i geçmeleri gerekiyordu.
Ryzen işlemcilerin şaşırtıcı mimari tasarımı, TSMC’nin 7nm süreci ve AMD geliştirme ekibi tarafından yapılan mükemmel planlama ve uygulama sayesinde, nihayet bunu Zen 3 ile yaptılar. Bu lansman, Intel genel merkezinde alarm zilleri çalıyor olmalı. Intel çok büyük bir şirket ve buna yanıt vermemelerinin bir yolu yok, ancak geliştirme hızı söz konusu olduğunda kesinlikle AMD'nin gerisinde kaldılar. Intel'in aşması gereken ana engel, Skylake'den beri kullandığı eski 14nm işlemidir.
Intel’in Mimari Yol Haritası - Resim: Wccftech
Intel, 10nm süreciyle ilgili iyi belgelenmiş sorunlar yaşadı ve bu nedenle, henüz bu mimariye dayalı masaüstü yongaları sunamıyorlar. Ancak, Intel, kod adı 'Tiger Lake' olan ve 10nm mimarisine dayanan son dizüstü bilgisayar işlemcilerini başarılı bir şekilde piyasaya sürdükten sonra, gelgitler değişebilir. Bu dizüstü bilgisayar çipleri, son nesle göre hem performans hem de verimlilik açısından büyük iyileştirmeler sunuyor ve Intel'in bu işlemi masaüstü CPU'larına taşımak için çalışıyor olması makul. Intel, 10nm işlemlerini işlevsel hale getirmeyi başarırsa, önümüzdeki yıllar CPU performans meraklıları için çok ilginç olacak.
