AMD наделила Ryzen 9000 полноценной поддержкой AVX-512 и раскрыла другие улучшения

Выпуск настольных процессоров Ryzen 9000 состоится уже скоро. Если точнее, их старт продаж запланирован на 31 июля. По этому поводу AMD решила подробнее рассказать о чипах нового поколения, об архитектурных изменениях и не только.

В процессорах Ryzen 9000 используется новая микроархитектура ядер Zen 5. По словам AMD, она представляет собой эволюцию архитектуры Zen 4, которая применяется в процессорах Ryzen 7000. Тем не менее новые чипы содержат некоторые внутренние изменения, которые помогают объяснить заявленный рост производительности Ryzen 9000.

Микроархитектурные изменения новых Ryzen 9000 лучше всего изучать на уровне каждого ядра процессора. Хотя без глобальных изменений в новых чипах тоже не обошлось. Например, Ryzen 9000 перешли на более передовой 4-нм техпроцесс, что позволило снизить показатель TDP для некоторых моделей, а также в целом тепловое сопротивление новых чипов на 15 %. На практике это означает, что новые процессоры легче охлаждать. Их рабочая температура в среднем на 7 градусов ниже, чем у предшественников при том же TDP.

Тем не менее Ryzen 9000 во многом похожи на своих предшественников Ryzen 7000 на архитектуре Zen 4. У них не изменилось количество вычислительных ядер и объём кеш-памяти. Частоты новых чипов тоже остались на прежнем уровне. И всё же чипы нового поколения предлагают заметную прибавку производительности. За счёт чего?

По словам AMD, в Zen 5 используется улучшенный блок предсказания ветвлений (branch prediction system) с двойными каналами декодирования. Это изменение обеспечивает более высокую пропускную способность указанного механизма, а также помогло сократить задержку в межъядерном взаимодействии и повысить её точность. Количество механизмов диспетчеризации и выполнения было увеличено до 8, что позволяет процессору выполнять больше инструкций за каждый такт.

Для закрепления результата прироста производительности AMD также увеличила общую пропускную способность процессоров на Zen 5. Общая максимальная пропускная способность кэш-памяти L1 была удвоена, также как и пропускная способность блока FPU для каждого процессорного ядра. Кэш L2 был переведён с 8-канальной на 16-канальную ассоциативную схему, что также эффективно удвоило его пропускную способность.

AMD отмечает ещё одну важную часть архитектуры — блок FPU, поддерживающий набор инструкций AVX-512 с полным 512-битным каналом передачи данных. В то время как Intel отказалась от поддержки AVX-512 в своих процессорах Raptor Lake и Meteor Lake, что стало предметом многих жарких дискуссий между поклонниками продукции обеих компаний, поддержка AVX-512 появилась в Zen 4. В Zen 5 компания улучшила блок FPU, оснастив его шестью новыми конвейерами, а также наделив возможностью обработки инструкции для быстрого сложения (FADD) всего за два такта.

Совокупно все эти факторы позволили увеличить показатель IPC (число выполняемых инструкций за такт) Zen 5 на 16 %. На практике AMD обещает процентную прибавку производительности Ryzen 9000 в рабочих нагрузках до 22 % по сравнению с Ryzen 7000.

Сообщается, что некоторые рабочие нагрузки будут выполняться еще быстрее, особенно те, которые смогут использовать преимущества улучшенного FPU. В таком случае прибавка быстродействия может составить до 35 %.