Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door Julian Huijbregts

Nieuwsredacteur

Ryzen 3000 en Radeon RX 5700 Preview

Alle details over AMD's nieuwste cpu's en gpu's

Zen 2-architectuur met 7nm-chiplets

De overstap naar het 7nm-procedé en het verhogen van de kloksnelheid zijn twee van de redenen waardoor de nieuwe processors beter presteren, maar de winst is volgens AMD grotendeels te danken aan ipc-verbeteringen. Hoe AMD dat voor elkaar heeft gekregen, legt cpu-architect Mike Clark uit in een presentatie.

De geclaimde single thread-winst van 21% geldt hier voor de Ryzen 9 3900X (4,6GHz boost) ten opzichte van de Ryzen 7 2700X (4,3GHz boost)

TAGE branch predictor

Een van de grote veranderingen in de Zen 2-architectuur is de overstap naar de TAGE branch predictor. Die werd al in 2006 in een paper geïntroduceerd. De nieuwe branch predictor zorgt ervoor dat er bij gebruik van smt vaker correct voorspeld wordt wat de volgende berekening is en dat maakt de processor efficiënter. Volgens Clark gebruikt de nieuwe branch predictor meer tables wat tot 30 procent minder foute voorspellingen oplevert.

Verder is niet alleen de L3-cache verdubbeld van 2MB naar 4MB per core, maar is ook de bandbreedte van de L1-cache verdubbeld. De aanpassingen aan de cache zijn nodig om de latency naar het werkgeheugen tegen te gaan. Door het nieuwe ontwerp met losse cpu-cores en een aparte io-die zou die latency bij een ongewijzigd cache-ontwerp hoger zijn dan bij Zen en Zen+. Met de aanpassingen is er juist minder latency naar het dram en dat zorgt voor een groot deel van de prestatieverbeteringen.

De Zen 2-cores zijn weer in corecomplexes van vier cores ingedeeld. Twee van die ccx'en zitten in een ccd, ofwel de core complex die. In die ccd zit ook de L3-cache en dit is het gedeelte van de processor dat op het 7nm-procedé van TSMC wordt gemaakt. Ondanks de verdubbeling van het cachegeheugen is het oppervlak van de ccx'en bijna gehalveerd door de overstap naar het kleinere procedé.

Een andere verandering zit in de floatingpoint-engine. AMD heeft de prestaties daarvan verdubbeld door de breedte van de datapaden naar de fp-units te verdubbelen van 128 naar 256bit. Volgens Clark was dat mogelijk door de overstap naar 7nm, omdat er daardoor meer ruimte beschikbaar is.

Onverwacht hoge maximale kloksnelheid

Volgens AMD was het een verrassing dat de kloksnelheid omhoog kon door de overstap naar het 7nm-procedé. Verkleiningen van een architectuur resulteren vaak in een lagere vmax en lagere maximale frequenties, maar nauwe samenwerking met TSMC zou ervoor gezorgd hebben dat de kloksnelheid juist omhoog ging. AMD stelt dat de maximale frequentie van Zen 2 nu 4,6GHz is, maar dat dit met power management en firmwareverbeteringen in de toekomst nog omhoog kan. Bovendien heeft AMD met zijn Ryzen 9 3950X al een 4,7GHz-processor geïntroduceerd. Dat Clark in zijn presentatie 4,6GHz noemt als de huidige limiet maakt wel duidelijk dat de fabrikant de beste chips moet uitzoeken om die processor mogelijk te maken.

Het ontwerpen van een processorarchitectuur is een jarenlang proces. Mike Clark vertelt dat Zen 2 oorspronkelijk helemaal niet bedoeld was voor consumentenprocessors. De verwachting was dat de maximale kloksnelheden op 7nm relatief laag zouden zijn en dat het ontwerp met chiplets dus met name interessant zou zijn voor serverprocessors die baat hebben bij veel cores, maar niet altijd een hoge kloksnelheid nodig hebben. Ergens in 2015 zou er besloten zijn om de architectuur toch ook voor consumenten-cpu's in te zetten, omdat toen bleek dat de kloksnelheden veelbelovend waren.

Verbeteringen in Windows 10 May 2019 Update voor Ryzen

Prestatieverbeteringen komen niet alleen door hardwarematige veranderingen, maar ook door nauwe samenwerking met softwareleveranciers. Zo maakt AMD nu bekend dat de Windows 10 May 2019 Update aanpassingen bevat die zorgt voor verbeteringen bij alle Ryzen-processors. De ipc-verbeteringen die AMD noemt zijn overigens zonder deze software-update.

Met topology awareness kunnen taken beter toegewezen worden aan ccx'en. De softwarematige veranderingen in het besturingssysteem zorgen ervoor dat een ccx eerst volledig gevuld wordt voordat er een ander corecomplex aangesproken wordt. In een voorbeeld claimt AMD dat dit bij Rocket League in 1080p-resolutie en low-settings een prestatiewinst van 15 procent oplevert.

De tweede aanpassing zit in het sneller aanpassen van kloksnelheden. Dat is het gevolg van ondersteuning voor cppc2, ofwel collaborative power and performance control. Dat gaat om een aanpassing in de bios en het besturingssysteem, waardoor de tijd die het kost om de kloksnelheid van een Ryzen-processor te veranderen daalt van 30ms naar 1 a 2ms.

X570-chipset is zelfde chip als i/o-die

Zoals eerder genoemd hebben de nieuwe Ryzen-processors een chiplet-ontwerp. De cpu-cores zitten in zogenaamde core complex dies, ofwel ccd's, die op het 7nm-procedé van TSMC worden gemaakt. Alle i/o-interfaces zitten in een aparte 12nm-die en AMD laat die produceren door GlobalFoundries. Dat stukje van de processor heet officieel de coherrent io die, ofwel de coid. Een kleiner productieprocedé is voor dat gedeelte van de processor niet noodzakelijk en het is veel kostenefficiënter om dat op een ouder procedé te maken. Het maken van meerdere kleine chips is altijd goedkoper dan het maken van één grote chip, want als een chip een foutje bevat, gaat er een kleiner deel van de wafer verloren.

AMD maakt nu bekend dat de X570-chipset in feite een kopie is van die i/o-die. De chip voor moederborden heeft precies dezelfde functionaliteit. Het productieproces is echter niet gelijk; de chipset laat AMD op 14nm maken. Volgens de fabrikant is de versie voor in de processor iets efficiënter en levert dat betere prestaties op bij het overklokken van geheugen.

De uitdaging van AM4-ondersteuning

Tot slot geeft AMD uitleg over hoe de Zen 2-architectuur is toegepast op een processor voor de AM4-socket. Dat is volgens de fabrikant een flinke uitdaging geweest. De eerste processor op deze socket was immers een monolithische die, een cpu die uit één stuk bestaat en die nog op 28nm gemaakt werd. Inmiddels gebruikt AMD diezelfde socket voor cpu's die uit meerdere die's bestaan met maximaal zestien cores en verschillende procedés gebruiken. Ondanks die uitdagingen blijft AMD voorlopig trouw aan de AM4-socket. Toegezegd is dat deze tot minimaal 2020 wordt ondersteund. Uiteindelijk zal AMD wel voor een nieuwe socket moeten kiezen als er andere veranderingen op komst zijn, zoals een overstap naar ddr5-geheugen.

Lees meer


Apple iPhone 11 Nintendo Switch Lite LG OLED C9 Google Pixel 4 FIFA 20 Samsung Galaxy S10 Sony PlayStation 5 Sport

'14 '15 '16 '17 2018

Tweakers vormt samen met Hardware Info, AutoTrack, Gaspedaal.nl, Nationale Vacaturebank, Intermediair en Independer DPG Online Services B.V.
Alle rechten voorbehouden © 1998 - 2019 Hosting door True