AMD danas predstavlja novu 7000 seriju procesora baziranu na Zen 4 mikroarhitekturi. Uz četiri nova procesora, tu je i potpuno nova AM5 platforma sa X670E čipsetima, podrška za DDR5 memoriju, podrška za PCIe 5.0 tehnologiju, a jedino što je staro je da na nove ploče i procesore odgovaraju AM4 hladnjaci. Nama su na test stigla dva modela procesora – Ryzen 9 7950X & Ryzen 7 7700X, te uz njih matična ploča ASRockova Z670E Taichi i G.Skillov Trident Z5 Neo DDR5-6000 memorijski kit s AMD Expo profilom.
Zen 4 arhitektura i nova AM5 platforma
Zen 4 arhitektura
I tako smo polagano, od 2017. godine naovamo dogurali do Zen 4 arhitekture. Kao da je još jučer bilo predstavljanje originalnog Zena i prvih Ryzen procesora koji su promijenili tok povijesti za AMD i vratili ih u igru. Prva je Zen arhitektura donijela velike pomake u performansama u odnosu na četvrtu generaciju sada već zaboravljene Bulldozer arhitekture nazvane Excavator. U te se četiri godine štošta promijenilo, pa je i konkurent Intel konačno natjeran da napravi veće pomake i nešto inovira s Alder Lake arhitekturom.
Zen 4 donosi veliku promjenu na tržište. Uvodi se novi AM5 socket, nakon impresivnih pet generacija procesora koji su sjedili na istom socketu. Ovaj put je i promjena socketa značajna, nema više procesora s pinovima za AMD, sada su istureni kontakti preseljeni na matičnu ploču i ovaj put ih ima 1718 u LGA socketu koji može isporučiti impresivnih 230 W snage. Uz to, promjene su zahvatile i memorijski kontroler u procesoru koji sada podržava DDR5 memoriju, a tu je i podrška za PCIe 5.0 tehnologiju. Da, novosti je puno, a mi ćemo krenuti redom – od Zen 4 arhitekture.
AMD si je sa Zen 4 arhitekturom zadao ambiciozne planove i ono što su zacrtali su i ostvarili. 13% su povećali IPC (Zen 3 vs. Zen 4 na istom taktu), zatim povećali takt sve do 5,7 GHz (single core boost), zadržali 8-core complex jezgre koje imaju svojih 32 MB L3 priručne memorije, te povećali L2 priručnu memoriju s 512 KB na 1 MB po jezgri. Usput su u svaki procesor, tj. u njegov I/O dio integrirali i jednostavnu grafiku baziranu na RDNA2.
Na najjačem modelu se tako nalaze dva 8-core complexa kao i do sada (16 jezgri i 32 threada) ali novost je da su one sada napravljene u TSMC-ovom 5-nanometarskom procesu. Ispod CPU jezgara se nalazi I/O koji je napravljen u 6-nanometarskom procesu.
Zen 4 mikroarhitektura je doživjela facelift u odnosu na Zen 3 u front endu, izvršnom mehanizmu, load/store dijelu, nova je arhitektura priručne memorije, a nove su i AVX-512 instrukcije. Poboljšanja su napravljena u predviđanju grananja, povećana je operacijska priručna memorija, veći je red za umirovljenje instrukcija, povećani su Integer i Floating Point registri, te su dublji bufferi u cijeloj jezgri.
U Front endu je kao što smo napisali poboljšano predviđanje grananja i to povećanjem na dva predviđanja po ciklusu, povećanjem 50% L1 Branch Target Buffera (BTB), i povećanjem L2 BTB-a za nepoznat postotak. Operacijska priručna memorija je povećana za oko 68%, a iz OpCache-a izlazi 9 makro operacija po ciklusu. Ono što je zadržano iz Zen 3 arhitekture je slanje po 6 operacija između Integer i Floating Pointa.
Izvršni mehanizam je doživio poboljšanja povećanjem reda za umirovljenje instrukcija za 25%, zatim povećanjem broja registara cijelih brojeva, Integera, (sa 192 na 224) i Floating Pointa (sa 160 na 192), te povećanjem buffera u cijeloj jezgri (Re-order bufferi povećani s 256 na 320). Ono što je zadržano u odnosu na Zen 3 je izvršavanje 10 Integer + 6 Floating Point schedulea u jednom ciklusu.
Load/Store jedinica je također doživjela promjene, 22% je povećan red za Load, manje je konflikata na ulazu u podatkovnu priručnu memoriju, a za 50% je povećan L2 DTLB (data translation lookaside buffer) koji služi za spremanje prijevoda virtualne u fizičku memoriju (2k na 3k). I dalje je moguće obraditi 3 operacije po ciklusu, maksimalno 3 Load i 2 Store operacije, a tu su i 6 „Table Walkera“ (tj. page walk struktura za spremanje mapiranja između virtaualne i fizičke adrese).
I struktura priručne memorije jezgre je doživjela velike promjene. Sada svaka jezgra ima čak 1 MB L2 (8-way) memorije što je duplo u odnosu na Zen 3, dok je zadržana ista L1 arhitektura (32K + 32K 8-way). Uz to, svaki Core Complex od osam jezgri ima i 23 MB L3 memorije (16-way). Podržano je više nerazriješenih promašaja u priručnoj memoriji od L2 prema L3, kao i od L3 prema memoriji. No ono što je očito bilo neizbježno je povećanje L2 latencije s 12 ciklusa na 14 ciklusa u odnosu na Zen 3, dok je L3 latencija skočila s 46 ciklusa na 50 ciklusa.
Nove AVX-512 instrukcije dodaju per-lane opcije maskiranja, nove Scatter/Gather instrukcije, a implementirane su 256b operacije, te BFloat16 i VNNI instrukcije.
I/O jezgra SOC-a
I/O jezgra je potpuno nova, a napravljena je u 6-nanometarskom procesu. Integrira osnovnu RDNA 2 grafiku, donosi optimizacije Infinity Fabrica, ima 28 PCI Express 5.0 stazica, podržava BIOS Flashback, i USB Type C. Jedna od bitnijih promjena je uvođenje DDR 5 memorijskog kontrolera (JEDEC 5200 s ECC podrškom). Dok je kod prethodne generacije Ryzena bilo optimalno ostaviti omjere frekvencija Infinity Fabrica (FCLK), memorijskog kontrolera (UCLK) i same memorije (MCLK) na 1:1:1 omjeru, kod nove platforme to više nije tako. U osnovi najbolje je ostaviti FCLK na automatskoj brzini, pa sada to izgleda AUTO:1:1. Optimalni FCLK takt je 2.000 MHz i toga se zapravo treba držati, a takav će ostati sve do brzine memorije od 3.000 MHz (DDR5-6000), nakon čega se prepolavlja pa memoriju nije ni potrebno overclockirati iznad toga.
Integrirana RDNA 2 grafika podržava AV1 dekodiranje, H.264 i HEVC kodiranje i dekodiranje, Display Port 2.0 UHBR10 standard, HDMI 2.1 FRL, USB Type C s DP Alt modom, ima 4K60 mogućnosti i podršku za hibridnu grafiku. Za 3D nije naročito podobna jer ima samo dva compute unita.
AM5 platforma
Nakon pet generacija procesora koji su bili na praktički istom socketu, dolazi potpuno novi AM5 koji je LGA pakiranja, veličine 40 x 40 milimetara i s 1718 pinova (kontakata). Donosi podršku za DDR5 memoriju, 28 PCIe 5.0 stazica, tri USB-C (Hybrid GFX) i jednim dediciranim video izlazom, tri USB-C 3.2 porta (uz njih i jedan USB-A 3.2 i jedan USB 2.0), podršku za HDA/Soundwire/DMIC zvuk i sa SVI3 standardom kontrole napajanja. SVI3 donosi mnoga poboljšanja u odnosu na raniji SVI2. Komunikacijska veza omogućava kontrolu za cijelu AM5 platformu putem brze 2-way veze za mnoštvo onboard kontrolera za telemetriju napona, struje, snage i temperature. AM5 socket može dati do 230 W energije procesoru, uz opciju AMD Eco moda kojim se to može ograničiti na 65 ili 105 W.
Čipseti – X670E, X670, B650E i B650
AMD se u ovoj generaciji odlučio za čak četiri čipseta. X670 Extreme i X670 namijenjeni su zahtjevnijim korisnicima, entuzijastima koji su spremni platiti više za bolje napojne jedinice i više opreme, dok su B650E i B650 za one malo skromnije i obzirnije u trošenju.
X670E čipseti donose podršku za 16/4 PCIe 5.0 stazice i 4 PCIe 4.0, zatim dva USB 3.2 Gen2x2 porta i osam Gen 2×1 portova. Ukupan broj USB portova je 22. Šest je SATA 3.0 portova, integriran je WiFi 6E, a sabirnica je DMI 4.0 (x4). X670E čipset ima podršku za PCIe x16 5.0 i PCIe x4 5.0 M.2 slotove, dok proizvođači kod X670 ploča biraju žele li omogućiti PCIe x16 5.0 ili M.2 PCIe 5.0 slotove i to je zapravo jedina razlika. Dakle, ako nemate plan u bližoj ili daljoj budućnosti nabavljati PCIe 5.0 SSD ili grafiku dovoljan vam je i običan X670 čipset. U X670 čipsetima se nalazi i 12x PCIe 4.0 stazica za LAN, WiFi, NVMe, CEM slotove itd., te 8x PCIe 3.0 ili 6x PCIe 3.0 + 2x SATA 6 Gbps, ili 4x PCIe 3.0 + 4s SATA 6 Gbps, ili 2x PCIe 3.0 + 6x SATA 6 Gbps ili pak samo 8x SATA 6 Gbps – kako proizvođač matične ploče odabere.
B650E čipset donosi 16/8 PCIe 4.0 i 5.0 stazica, samo jedan USB Gen 2×2 port (20 Gbps) ili umjesto njega dva USB Gen 2×1 porta, zatim četiri USB 3.2 Gen2x1 portova (10 GBps) i 12 USB 2.0 (480 Mbps) portova. Tu je i 8 PCIe 4.0 stazica za LAN, WiFi, NVMe, CEM slotove itd. Osim toga tu je ili 4x PCIe 3.0 stazice, ili 2x PCIE 3.0 + 2x SATA 6 Gbps ili samo 4x SATA 6Gbps portova.
