AMDZen2架构解析7nm加持吞吐量翻倍

AMD Zen架构取得了空前成功，今年还优化为Zen+增强版，并有同样优化的12nm製程加持，而现在我们终于迎来了全新的第二代Zen 2架构，以及全新的7nm製程。

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2018-11-7 09:51 上传

AMD原计划採用GlobalFoundries 7nm为自家新CPU、GPU代工，但后者已经放弃7nm及后续製程，好在还有台积电，AMD 7nm CPU、GPU全都转移了过去，而且目前看起来很顺利，无论产品设计还是Roadmap都在按计划进行。

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2018-11-7 09:51 上传

根据台积电提供的数据，7nm相比于目前的14/12nm可以将电晶体管密度提高一倍，同等频率下功耗可以降低一半，而同等功耗下性能提升可以超过25％。如果说12nm更多地是在“数字”上领先Intel 14nm，这一次7nm则是在技术上完全实现超越，也能稍微领先Intel仍在难产的10nm。

更先进的製程一直是Intel最强有力的武器，但这次竟然被AMD完全超越，实在是令人唏嘘，即便是Intel一再强调自己的10nm相当于其他家的7nm也无济于事，毕竟人家的产品马上就要出来了。

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2018-11-7 09:52 上传

回到Zen 2，这是世界上第一个7nm的高性能x86 CPU，除了新製程主要变化包括：CPU核心执行增强、更深入的安全增强、模组化设计灵活配置并降低製造难度。

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2018-11-7 09:53 上传

Zen 2实现了两倍于第一代的吞吐能力，这主要得益于Pipeline下的改进、浮点单元和载入储存单元的翻倍、核心密度的翻倍、每单元操作功耗的减半。在前端设计上，Zen 2重点改进和优化了分支预测、指令预取、指令快取、操作快取。

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2018-11-7 10:04 上传

而在浮点方面，Zen 2将浮点宽度翻了一倍达到256-bit，载入储存频宽同样翻了一倍，并提升了分发/回退频宽，所有模组都保持着很高的吞吐量。安全性方面，AMD重点强调了新架构可以在硬体层面免疫Spectre安全漏洞。

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2018-11-7 10:05 上传

Zen 2架构支援更多核心，但并不是单纯地增加核心数量，而是採用了特殊的组合结构：EPYC最多单路64核心128线程，分为八个Die，每个Die内八个物理核心，同时外部还有一个单独的I/O Die，整合记忆体控制器、Infinity Fabric高速汇流排、I/O输入输出，专门负责联络各个Die与物理核心。

这种新的模组化设计更加灵活，可以单独针对每个模组进行优化、调配，同时藉助I/O Die大大优化了整体延迟与功耗。不过注意CPU Die部分用的是7nm製程， I/O Die部分则还是14nm，因为后者大部分都是模拟电路，对新製程并不敏感，即便上了7nm也不会带来整合度、性能、功耗的明显改善，成本却会明显增加，所以採用了这种混合製程模组组合。

以上说的都是Zen 2架构的理论部分，最终落实到EPYC、Ryzen产品上，还会有不同的表现，但可以预料，新架构新製程，必然会带来明显更高的频率、更低的功耗，而且无论桌上型还是伺服器，AMD这几年都会保持前后代相容。

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