Tržište procesora se poslednjih godina uspavalo, a mobilni uređaji fokus su pomerili sa povećavanja snage na smanjenje potrošnje. Da li će AMD Ryzen ponovo zatalasati stvari i naterati Intel da se ozbiljno zabrine
Odnos snaga i situacija na tržištu procesora tokom zadnjih deset godina je pokazao veoma male oscilacije. Od momenta kada je predstavljena Core2 arhitektura procesora, Intel je vodio glavnu reč i, po svom tick tock planu, uvodio relativno male promene od generacije do generacije procesora. AMD je pokušavao da prati tempo ali nikako nije mogao da napravi dovoljno veliko unapređenje arhitekture kao u vreme slavih K7 i K8 dana.
Konačno - snaga
U prethnodnom periodu AMD se fokusirao na niži i srednji segment tržišta, nudeći ekonomična i solidna rešenja za manje zahtevne korisnike. Uvođenje APU koncepta je išlo u ovom smeru, pa korisnik koji je dobro analizirao svoje potrebe mogao je da nađe pogodan AMD procesor za svoje potrebe. Malo grublje rečeno, ova rešenja su bili namenjena onima koji nisu hteli (ili mogli) da potroše novac za neki Core procesor, jer ukoliko se tražilo najbolje po pitanju performansi, izbor je bio jasno na Intel-ovoj strani. Ovakva situacija za korisnike nije dobra jer je cena bržih procesora visoka, a unapređenja prilično sporo stižu. Pred kraj minule godine došla je najava da bi konačno moglo doći do neke promene.
AMD je krajem 2016. prezentacirao nove CPU arhitekture koje je do tada nosila samo kodno ime Zen. Objavljen je naziv potpuno nove linije procesora Ryzen, uz par detalja o performansama. Tada je predstavljen procesor na 3.4 GHz, bez turbo režima ubrzanog radnog takta, sa osam jezgara koji treba da bude ekvivalentan po performansama najbržim konkurentskim desktop procesorima. Da bi nameru pokazali i na delu, demonstriran je Cinebench R15 test koji je tada pokazao da novi Ryzen procesor nudi četiri procenta bolje performanse u odnosu na i7 6900K (CPU sa osam jezgara i cenom od preko 1000 dolara).
Bez obzira na varijacije, ovaj primer je trebao da pokaže dramatično veću IPC efikasnost (broj instrukcija po kloku) u odnosu na prethodne AMD procesore kod kojih je upravo ovaj element bio najslabiji. Na prezentaciji je tada otkriveno da je jedan od ciljeva Zen arhitekture bio upravo povećanje IPC efikasnosti za 40%, ali da je AMD uspeo da je poveća za čak 52%. Ovo "prebacivanje" cilja se pokazalo neophodnim, jer bi manja IPC efikasnost opet donela sporiji procesor u odnosu na konkurentska rešenja.
Arhitektura
Poboljšanje osnovnog jezgra (core) je bio prvi zadatak na to do listi. Druga je bolji keš sistem i tek treća stvar na listi prioriteta je bila eventualna manja potrošnja energije. Pogled na blok dijagram Zen jezgra pokazuje da novi procesor ima 4 integer jedinice i 2 FPU jedinice, s pratećim kešom i svim dodacima.
Ovaj pogled otkriva još jednu veoma bitnu stvar, a to je SMT mogućnost. Bez bojazni, AMD je napustio pristup gde se dve ALU jedinice sa jednom FPU jedinicom označavaju kao "dva jezgra", što znači da Zen ima prava i potpuna jezgra u svakom smislu. SMT je potpuni novitet za AMD procesore, a to znači mogućnost da jedno jezgro istovremeno obrađuje dve linije operacija (dva thread-a). Situacija je ista kao i kod Intel HyperThreading tehnologije, pa se zbog toga procesori označavaju na primer: 8 jezgara, 16 thread-ova. Osnovno jezgro ima novu jedincu za predviđanje grananja i dupliranje broja grananja, veći dekoder mikro instrukcija, veći planer instrukcija za INT i FPU, prošireni L1 keš, brži L2 i L3 keš i tako dalje. Dakle, bez ulaska u detalje u kojima još uvek oskudevamo jer AMD još nije pružio sve informacije, sve je brže, šire i veće, što se i očekivalo.
SMT optimizacija je takođe bitna, jer omogućava maksimalno iskorišćavanje svih delova jezgra u svakom momentu. Ipak, nuspojava ovih promena može biti povećanje kašnjenja (latency), ali je AMD uspeo da značajno ublaži ovaj problem integracijom posebnog keša za mikro-operacije, preciznijim planerima instrukcija i boljim predviđanjem grananja. Propusna moć L1 i L2 keša je duplirana u odnosu na prethodnu generaciju procesora, dok je L3 keš sada pet puta brži. Svako jezgro ima lični L2 keš i deo L3 keša, dok je L3 keš zajednički i podeljen u blokove. L3 kešu mogu pristupati sva jezgra.
Tajne keširanja
AMD se odlučio za konfiguraciju L3 keša koji sakuplja "ostatke" iz L2 keša i koji je u nekim situacijama manje efikasan od inclusive principa koji omogućava brži pristup. S druge strane, prednost AMD rešenja je što L3 keš ne sadrži ono što u sebi ima L2 keš, pa je tako iskorišćenost kapaciteta veća. Nešto smanjena efikasnost je smanjena prostim povećanjem L2 keša za svako jezgro na 512 KB, dok je ukupni L3 keš celih 16 MB.
Poređenje ovih detalja sa Bulldozer arhitektom nije preterano zanimljivo, ali sa Skylake ili Broadwell jezgrom je mnogo interesantnije. Veličina L1 keša za instrukcije kod Zen-a je 64 KB po jezgru, dok Skylake i Broadwell imaju 32 KB. Veličina L1 keša za podatke je sada ista kod svih, 32 KB po jezgru. L2 keš je kod Zen-a 512 KB po jezgru, dok Skylake i Broadwell imaju duplo manje. L3 keš po jezgru je sličan, pa Zen i Skylake imaju 2 MB, dok Broadwell ima 1,5 do 3 MB u zavisnosti od ukupnog broja jezgara.
Na drugoj strani, Intel jezgra imaju veći L1 i L2 TL bafer za instrukcije, 64 naspram 128 upisa za L1, odnosno 512 naspram 1.536 upisa. Opet, ovaj bafer za podatke je iste veličine kod svih jezgara. Ako pogledamo neke detalje jezgra, opet uočavamo sličnosti. Osnovno Zen jezgro ima 168 INT registara, Broadwell isto 168, a Skylake 180. Broj FP registara kod Zen-a je 160, dok je kod Intel procesora 168. Dakle, iz ovih sličnosti možemo videti neke elemente na račun kojih je AMD uspeo da dostigne IPC efikasnost u odnosu na Skylake i Broadwell procesore.
Na render-testu
Samo praksa će pokazati kako to u stvarnosti radi, a zahvaljujući kompanijama AMD i Gigabyte, uspeli smo da u rekordnom roku napravimo test računar i probamo Ryzen procesor i Zen arhitekturu. Na testu je bio najbrži predstavnik Ryzen familije procesora - 1800X. U pitanju je čip koji u svojih 4,8 milijarde tranzistora ima 8 jezgara i radi na 3,6 GHz, uz boost radni takt od 4 GHz. Matična ploča koju smo koristili je Gigabyte AX370 Gaming 5 uz 2.800 MHz DDR4 memoriju u dvokanalnoj konfiguraciji.
Za rezultate testova i performansi pogledajte PC #241.
