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全面了解AMD Zen处理器,光价格就让英特尔哭泣

2016/12/16
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自从上个世纪中期,凭借闪龙系列雄起一把,把 Intel 吓了以下以后,AMD 在 CPU 领域已经沉寂了很久。在 Intel 挟工艺优势土匪猛进的时候,更显得 AMD 的落寞。不过自从今年频频爆出新处理器 Zen 的细节消息之后,AMD 的受关注度正在日渐回升。Zen 的出现,真的能力挽狂澜,在 CPU 领域带领 AMD 重返昔日的荣光吗?

关于 Zen,关于 Ryzen

今年在 Computex 2016 期间宣布即将推出对应桌机、笔电与伺服器产品应用的全新「Zen」核心架构,据介绍,AMD 的 Zen 架构中每个核心搭配 512KB L2 缓存,而 4 个核心将组成一个单元,共享 8MB L3 缓存,其中缓存设计相比前几代处理器有了重大变化,包涵式缓存设计跟 Intel 的处理器设计类似。

之后 Anandtech 论坛有人曝光了 AMD Zen 架构的四核单元设计,从图上看,AMD 把四核 Zen 架构核心称为一个单元,每个核心有自己的 512KB L2 缓存,4 个核心共享 8MB L3 缓存。单从容量上来看,8MB L3 缓存的配置跟目前的模块化设计是相同的,512KB L2 缓存则只有“推土机”模块的一半容量,但实际上内部大有玄机。

AMD 自从 K6 架构开始使用专有缓存(exclusive cache)设计,缓存之间的数据不通用,这种设计主要是为了提高缓存利用效率,在“推土机”架构之前这都没什么问题。但是,之前我们对推土机架构失利做过分析,影响模块多核性能的一个因素就是 AMD 的缓存设计,缓存关联性太低,分支预测效率不高,命中率不高。

所以 Zen 架构中 AMD 的缓存容量看起来小了,但缓存改为包含式缓存(inclusive cache),也就是说 L1 缓存中的数据可以跟 L2 缓存中的数据共享,这跟 Intel 的处理器缓存设计是一样的。

从图片上来看,AMD 一直在强调 Zen 架构的多核单元可以更高效地并联,4 个核心为一组单元,之前曝光过的 16 核 Zen 架构 APU、32 核 Zen 架构都可以此为基础组合而成。

但在 AMD 稍早举办的 Tech Summit 活动上确定,新的 Zen 处理器实际名称为「Ryzen」,同时确认将采用 AM4 平台主机板,分别强调效能、资料吞吐量与节电三大特性,更导入名为 AMD SenseMI 的人工智慧技术,让处理器能以更「聪明」方式运作,进而发挥更高效能,但在温度、耗电部分明显改善。

全新「Zen」核心架构聚焦在运算效能、运算吞吐量与运算效率三大特性

至于处理器本身依然采用 CPU+GPU 组合,并且加入资讯安全防护等应用,但具体细节预期还是要等 AMD 在明年 CES 2017 期间解禁。

如 AMD 先前说法,AMD 代号「Zen」的全新核心架构将应用在代号「Summit Ridge」的桌机版处理器,预计将于明年 CES 2017 期间正式揭晓,并且将搭配 AM4 平台主机板。

其中代号「Summit Ridge」的桌机版处理器运作时脉将在 3.4GHz 以上,采用 8 核心、16 线程,并且加入容量更大的 20MB L2+L3 快取设计,借此对应更多资料演算量。未来「Zen」核心架构也会应用于代号「Naples」的伺服器等级处理器,并且与预计明年上半年推行的 Radeon Instinct 系列加速绘图卡构成效能更高的机器学习应用装置。

 

性能究竟如何?

至于在效能比对部分,AMD 此次终于以代号「Summit Ridge」的桌机版处理器,对比竞争对手 Intel 的高阶款处理器 Core i7-6900K,相较过去经常是以诸如 Core i5 等次一阶处理器规格作为比对,显然此次 AMD 对于全新处理器设计有相当信心,甚至认为将可驱动包含游戏、虚拟实境影像或电竞赛事所产生全新运算需求。

「Zen」核心架构分别应用在 AMD 即将推出代号「Summit Ridge」、「Raven Ridge」,以及「Naples」的处理器产品

代号「Summit Ridge」的处理器将对应 8 核心、16 线程、运作时脉达 3.4GHz 以上,并且整合 20MB 的 L2+L3 快取,更结合全新感测调节技术让运算效率更高

代号「Summit Ridge」的处理器确认采用 AM4 平台主机板,分别对应 DDR4 记忆体、 PCIe Gen3 介面,以及包含 USB 3.1 Gen2、NVMe 与 SATA Express 连接埠

而在相关消息中,传出代号「Summit Ridge」的桌机版处理器依然采用 APU 架构设计,并且整合「Polaris (北极星)」显示架构,TDP 约在 65-95W 区间,而预计对应笔电产品使用的「Raven Ridge」,则预期最高对应 4 核、8 线程设计,并且整合代号「Vega (织女星)」)的下一款显示架构 GPU,TDP 则预期介于 4-35W。

相比「Excavator (挖掘机)」核心架构运作情况,「Zen」核心架构可在相同能耗发挥更高的运算效能

 

同时,AMD 更将代号「Zen」的全新核心架构正名为「Ryzen」,并且确认桌机版处理器将采用 AM4 平台主机板,分别强调效能、资料吞吐量与节电三大特性,约可维持贴近代号「Excavator (挖掘机)」的核心架构温度,却可发挥高达 40%以上的效能表现。

此次加入神经网络预测与智慧预先运算等技术,让「Zen」核心架构可依据不同运作需求达成更高的执行效率

虽此次 AMD 并未特别针对新处理器细节具体说明,仅说明新款处理器在结合全新 AMD SenseMI 技术之下,将能让「Ryzen」核心架构处理器不但可自动依据执行项目最佳化,或是依照需求进行自动超频等运作,亦可藉由增加容量的 L2+L3 快取记忆体,让算资料吞吐处理反应变得更快。

目前采用「Ryzen」核心架构的桌机版处理器预计最快将在 2017 年第一季内问世,届时也会在 CES 2017 期间揭晓更多新款处理器细节。

 

都有些什么新技术?

Ryzen 处理器本身加入了很多新技术,主要体现在以下几个方面:

(1)Pure Power 技术

从名字就知道,该技术涉及到功耗和性能配置的优化。简单来说,可以通过嵌入式的传感器检测 CPU 温度、频率和电压,控制中心再依照数据实时动态调节电压和频率,让处理器的效能与功耗达到优化表现。AMD 没有解释太多细节,但表示这是新一代智能管理和调整功耗的方式,在 Pure Power 技术优化下性能和功耗更加平衡。

(2)Precision Boost 技术

处理器的性能加速技术,这个功能并不新鲜,就如同英特尔叫做睿频。AMD 称其新一代加速技术更加强大,号称可以带来最精细频率的控制,基本上可以精确控制到每 25MHz 精度的频率,十分惊人,而不像之前每次都拔升多余的频率影响功耗。不知道英特尔会不会为之震惊,毕竟目前 AMD 和英特尔现有的加速方式都是调整 CPU 的倍频器,每 100MHz 的频率调整一次加速。更多关于 Precision Boost 技术的细节,AMD 也没有公布更多。

(3)Extended Frequency Range (XFR)技术

XFR 技术的概念可以理解为比 Boost 技术更进一步的超频功能,就是在动态加速之外,还能提供额外超出加速极限之外的更高频率,利用调整电压的方式进一步提升频率空间。不过,这个自动超频技术是有条件的,主要是根据散热器方案可承受的极限进行调整,不同的散热方案自动超频的频率不同。

AMD 解释称,这个自动超频的频率限制,主要取决于所检测到的功耗和温度,但这是完全自动化的系统,无需用户干预。如果你的散热器非常高端,或者是强大的水冷方案,那么自动超出的频率自然更高。这个自动超频功能针对非发烧友的普通用户可能很友好,不需手动设置,但是不管怎样,手动超频依然是王道。现在还不清楚自动超频最高频率峰值是多少。

(4)Smart Prefetch 和 Neural Net Prediction 技术

Neural Net Prediction 神经网络预测功能,现场介绍是,当处理器在执行作业之前就能够预载指令集并选择最佳的处理路径,藉此大幅减少处理器的作业流程,降低运算延迟的问题。

 

关键来了,价格如何?

在前面,我们谈了关于 AMD 新处理器的核心、性能,主板和接口,但是关乎价格问题,AMD 似乎一直避而不谈。我们来探讨一下这个话题。

老实说,AMD 正在和桌面处理器霸主 Intel 玩一个高风险的游戏,如果过早透露底牌,对 AMD 来说是没任何好处的。但这也不能阻止我们去猜测 Zen 的价格。幸好我们也看到了不少蛛丝马迹。

根据之前的传闻称,AMD 目前至少准备了三个不同档次的 Ryzen 处理器,SR7、SR5 和 SR3。SR7 是高端产品产品线,据称 500 美元的型号可以跑赢英特尔 1000 美元的八核处理器 Core i7-5960X。SR7 还有另一个八核型号定价为 349 美元,频率稍微低一些。AMD 中端六核 SR5 和低端四核 SR3 分别定价 250 美元和 150 美元,这两者都将会是 Zen 的主流产品线。

假设 AMD 真的将 Zen 高端的处理器价格定为 500 美金,那么从上图可以看出,对于 Intel 来说,真的多了很大挑战。

由于八核的 Zen 应该和六核的 Intel 处理器性能表现差不多。Intel 应该需要降价和 AMD 竞争,那么四核的处理器自不然也要同步降价。这对 Intel 来说,会是一笔大损失。

如果 AMD 的 Zen 四核处理器真能卖到 150 美金,我都不敢猜测 Intel 内部会怎么办,这个市场又会掀起怎样的一番腥风血雨。

之前也有猜测 AMD 会把高端处理器定位到 800 美金。这样的话,Intel 就会放心很多,本身的产品线定价就不会被动摇,据说这样做,Intel 也会让 AMD 获得理想的利润空间。这样的话就皆大欢喜。

不过谁又知道呢?

我们现在确认的是,AMD 在 CPU 方面,似乎又回到了轨道,回到了上个世纪末的双雄争霸的时刻,加上 GPU、人工智能的护航,AMD 是否会在首位女 CEO 苏姿丰的领导下走出一条康庄大道?大家又是怎么看?

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AMD公司成立于1969年,总部位于美国加利福尼亚州桑尼维尔。AMD(NYSE: AMD)是一家创新的科技公司,致力于与客户及合作伙伴紧密合作,开发下一代面向商用、家用和游戏领域的计算和图形处理解决方案。

AMD公司成立于1969年,总部位于美国加利福尼亚州桑尼维尔。AMD(NYSE: AMD)是一家创新的科技公司,致力于与客户及合作伙伴紧密合作,开发下一代面向商用、家用和游戏领域的计算和图形处理解决方案。收起

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