Тест и обзор: AMD RYZEN 7 1800X – восемь ядер и 16 потоков

Страница 3: Техпроцесс и эффективность

AMD на ISSCC сравнивала 4-ядерный дизайн процессора RYZEN с 4-ядерным процессором Kaby Lake от Intel. В то время, как чип Intel занимает 49 мм², площадь процессора AMD составляет 44 мм². На первый взгляд эти 11 процентов вряд ли на что-то могут повлиять, но на самом деле это принципиальная разница по стоимости производства. Конечно, эти два CPU нельзя сравнивать напрямую из-за различий в архитектуре и размерах кэша. Тем не менее, AMD удалось разместить компоненты чипа компактнее, чем это получилось у Intel.

Весьма интересно, что 4-ядерный процессор Intel базируется на современной архитектуре Kaby Lake. Intel в своем процессоре использует 256 кбайт кэша L2 и 8 Мбайт кэша L3. С другой стороны, AMD использует 512 кбайт кэша на ядро в CPU Complex (CCX) и общие 8 Мбайт кэша третьего уровня на все четыре ядра. Кэш L3 у AMD занимает 16 мм², и это меньше, чем у Intel с его 19,1 мм². Кроме того, в два раза больший объем кэша второго уровня на 1,5 мм² «упакован» плотнее, чем у Intel на 0,9 мм².

Но кроме размера самого чипа, роль играют и другие факторы. Так, AMD, по всей видимости, использует 12 слоев металла, а Intel – 13 слоев. Это также снижает себестоимость производства и делает архитектуру Zen более эффективной в экономическом плане. При производстве процессоров Intel использует собственный техпроцесс 14FF+, в то время как AMD производит свои чипы на мощностях GlobalFoundries по лицензии 14LLP компании Samsung.

Архитектура Zen по эффективности может масштабироваться на частотах от 1,5 до 4,0 ГГц, что позволяет AMD использовать ее не только для производства эффективных high-end настольных процессоров, но также APU или CPU для ноутбуков. Которые могут даже охлаждаться пассивно. Если верить Лизе Сью, CEO AMD, первые мобильные процессоры уже тестируются и показывают хорошие результаты.

В целом, AMD говорит об увеличении эффективности 270% по сравнению с предшествующими архитектурами, причем 129% из них достигается архитектурой, 70% - переходом на техпроцесс FinFET, 40% - Pure Power и 31% физическим дизайном. На следующей странице мы рассмотрим Pure Power более подробно.

4,8 млрд. транзисторов на площади 195 мм²

На планерном докладе AMD RYZEN Tech Day компания раскрыла число транзисторов процессора RYZEN 7: 4,8 млрд. Данные, представленные на таблице выше, и опубликованные снимки ядер позволяют рассчитать размер кристалла. Он должен составлять меньше 200 мм², по расчетам мы получили 195 мм². Интересно сравнить результат с процессором Broadwell-EP, кристалл которого занимает площадь 246 мм² и содержит 3,1 млрд. транзисторов.

Таким образом, процессор RYZEN 7 существенно меньше 8-ядерного Broadwell-EP, но при этом содержит существенно больше транзисторов, что связано с высокой плотностью упаковки транзисторов при производстве кристалла на мощностях GlobalFoundries.

При разработке архитектуры Zen "с нуля" AMD смогла отказаться от многих блоков, связанных с предшествующими архитектурами CPU. С одной стороны, это привело к увеличению производительности на такт. С архитектурой Zen AMD упоминает существенный прирост числа инструкций на такт (IPC). Компания получила порядка 40% по сравнению с Excavator, но нацелилась на 52%. Впрочем, на RYZEN Tech Day были приведены уже другие числа.

Мелким шрифтом указан упомянутый прирост +52% по сравнению с архитектурой Piledriver. А по сравнению с Excavator прирост должен составлять +64%. AMD определила уровень производительности по результатам собственных тестов Cinebench R15 1t и SPECint06, но проценты выше связаны исключительно с SPECint06. В тесте Cinebench R15 1t AMD указывает прирост +76% по сравнению с Piledriver и +58% по сравнению с Excavator. Впрочем, данные значения получены AMD, поэтому к ним следует относится с долей скепсиса. С другой стороны, они подчеркивают усилия AMD, которые ушли на разработку архитектуры Zen.