在 COMPUTEX 2024 上,AMD 带来了全新的 Zen 5 系列架构,并发布了基于新架构打造的消费级处理器,包括桌面端的 Ryzen 9000 系列以及面向移动端的 Ryzen AI 300 系列处理器。其中 Ryzen 9000 系列采用的全部是 Zen 5 内核,而 Ryzen AI 300 系列则采用了混合架构设计,包括了 Zen 5 和 Zen 5c 的内核。
近日,AMD 芯片设计工程师 Mike Clark 在前一段时间的“AMD Tech Day 2024”之后接受了 TomsHardware 的采访,谈及了 Zen 5 系列架构的设计,其中提到了一些玩家关心的问题。
众所周知,AMD 与英特尔的“大小核”思路不同,Zen 5c 与 Zen 5 使用了相同的 ISA,本质上是 Zen 5 的低功耗精简版,采用了更为紧凑的设计,拥有相同的 IPC 和功能,能耗比更高,且 Zen 5c 内核占用的空间小于 Zen 5 内核。不过 Zen 5c 内核的频率更低一些,提供的峰值性能低于标准的 Zen 5 内核。相比于桌面端,Zen 5c 对于功耗和散热要求较高的移动端作用更大,所以 AMD 至今也没有在桌面端采用混合架构设计。
Mike Clark 表示,混合架构设计会存在一些困难,比如达到正确的频率、保持核心数量平衡、如何保证有限空间获得最大的收益等,不过随着 Windows 的调度改善、使用经验越来越丰富,Zen 5c 这类紧凑内核设计未来会出现在桌面端,这可以在相同面积内获得更多的核心,变得更具成本效益。同时 AMD 使用了线程放置技术,将某些轻度的工作负载定位到紧凑型内核。
在“AMD Tech Day 2024”上,AMD 更新了技术路线图,Zen 5 和 Zen 5c 上面标注了采用3/4nm 工艺制造。按照现在了解到的情况,首批基于 Zen 5c 和 Zen 5 架构的 CCD 采用了两种不同的工艺制造,前者为 3nm,后者为 4nm。这意味着 AMD 接下来主要的产品,包括 Granite Ridge、Fire Range 和 Turin 的 Zen 5 架构 CCD 都建立在 4nm 工艺之上。
Mike Clark 称展示的技术路线图具有灵活性,AMD 在开发 Zen 5 架构时,实际上涉及到 3nm 和 4nm 两种工艺技术的设计,无论试图做出什么改变,不可避免的现实是 4nm 会比 3nm 消耗更多的功率,而且很难控制两种技术和功能,同时会影响平面布局,实际应用上可能比大家想的还要更难一些。AMD 将在短时间内交付 3nm 和 4nm 产品,基本上是相互叠加,设计团队在构建这些产品时是分开的,需要沟通与合作来做到一致,这非常具有挑战性,但是最终做到了,未来的 Zen 6 还有很大的改进空间。
Zen 5 标志着 Ryzen 系列首次推出完整的 AVX-512 加速,并能以标准指令相同的频率运行 AVX-512 指令,要知道过去英特尔为此苦苦挣扎了很长时间,选择以降低频率运行 AVX-512 指令,甚至最终放弃了。很多人好奇,AMD 是如何做到这一点。
Mike Clark 认为,成功的秘诀是在 AVX-512 与机器的其他部分更加平衡的时候引入。显然 AVX-512 消耗更多的能量,其实整数方面也是如此,调度需要消耗大量的功率。利用大量的传感器,以及使用 AMD 的固件做动态管理,以便更好地响应。Mike Clark 相信,英特尔也学到了这一点。此外,Zen 5c 内核也可以运行完整的 AVX-512 指令。