Zen 3

Zen 3
Desenvolupador	AMD
Fabricant	AMD
Llançament	5 novembre 2020
Característiques de CPUs
Geometria	7 nanòmetres i N7 (en)
Microarquitectura	Zen
Format per
core complex die (en) sIOD (en) cIOD (en)
← Zen 2 Zen 4 →

Zen 3 és el nom d'una microarquitectura de CPU d'AMD, llançada el 5 de novembre de 2020. És el successor de Zen 2 i utilitza el procés de 7 nm de TSMC per als xiplets i el procés de 14 nm de GlobalFoundries per a la matriu d'E/S dels xips de servidor i 12 nm per als xips d'escriptori. Zen 3 alimenta els processadors d'escriptori convencionals Ryzen 5000 (amb nom en codi "Vermeer") i els processadors de servidor Epyc (amb nom en codi "Milan"). Zen 3 és compatible amb plaques base amb xips de la sèrie 500; les plaques base de la sèrie 400 també van ser compatibles amb determinades plaques base B450/X470 amb certes BIOS. Zen 3 és l'última microarquitectura abans que AMD canviés a la memòria DDR5 i als nous sòcols, que són AM5 per als xips "Ryzen" d'escriptori juntament amb SP5 i SP6 per a la plataforma de servidor EPYC i sTRX8. Segons AMD, el Zen 3 té una mitjana d'instruccions per cicle (IPC) un 19% més alta que el Zen 2.

L'1 d'abril de 2022, AMD va llançar la nova sèrie Ryzen 6000 per a portàtils/mòbils, utilitzant una arquitectura Zen 3+ millorada amb millores arquitectòniques notables en l'eficiència energètica i la gestió de l'energia. I una mica més tard, el 20 d'abril de 2022, AMD també llançaria el processador d'escriptori Ryzen 7 5800X3D, que augmentava el rendiment dels jocs al voltant d'un 15% de mitjana utilitzant per primera vegada en un producte de PC una memòria cau L3 apilada verticalment en 3D. Concretament en forma d'un dau "3D V Cache" de 64 MB de memòria cau L3 fabricat amb el mateix procés TSMC N7 que el CCD Zen 3 de 8 nuclis al qual s'uneix directament un híbrid de coure a coure.

Característiques

• 
  Un Ryzen 5 5600X sense tapa. Només hi ha un CCD de 6 nuclis. Els contactes d'un segon CCD són visibles.
• 
  Primer pla del CCD, pres sota llum infraroja. Aquest dau va ser danyat pel procés de retirada de la tapa.
• 
  Primer pla del dau d'E/S

Com a primer redisseny en gran part "des de zero" del nucli de la CPU Zen des del llançament original de la família d'arquitectures a principis del 2017 amb Zen 1/Ryzen 1000, Zen 3 va suposar una millora arquitectònica significativa respecte als seus predecessors; tenint un augment molt significatiu de l'IPC del +19% respecte a l'arquitectura Zen 2 anterior, a més de ser capaç d'assolir velocitats de rellotge més altes.

Igual que el Zen 2, el Zen 3 està compost per fins a 2 matrius de nuclis complexos (CCD) juntament amb una matriu d'E/S separada que conté els components d'E/S. Un CCD del Zen 3 està compost per un nucli únic complex (CCX) que conté 8 nuclis de CPU i 32 MB de memòria cau L3 compartida, això contrasta amb Zen 2, on cada CCD està compost per 2 CCX, cadascun dels quals conté 4 nuclis emparellats amb 16 MB de memòria cau L3. La nova configuració permet que els 8 nuclis del CCX es comuniquin directament entre ells i amb la memòria cau L3 en comptes d'haver d'utilitzar la matriu d'E/S a través de l'Infinity Fabric.

Zen 3 (juntament amb les GPU RDNA2 d'AMD) també va implementar Resizable BAR, una característica opcional introduïda a PCIe. 2.0, que es va anomenar Smart Access Memory (SAM). Aquesta tecnologia permet a la CPU accedir directament a tota la VRAM de les targetes de vídeo compatibles. Intel i Nvidia també han implementat aquesta funció des de llavors.

Millores

Comparació de dissenys de CCD per a Zen 2 i Zen 3

Zen 3 ha fet les següents millores respecte a Zen 2:

• Un augment del 19% en les instruccions per rellotge
• El xiplet del nucli base té un únic complex de vuit nuclis (enfront dels dos complexos de quatre nuclis del Zen 2)
• Un grup de memòria cau L3 unificat de 32 MB disponible per igual per als 8 nuclis d'un xiplet, en comparació amb els dos grups de 16 MB del Zen 2 compartits entre 4 nuclis en un complex de nuclis.
  • Al mòbil: Un L3 unificat de 16 MB
• Un CCX unificat de 8 nuclis (de 2 CCX de 4 nuclis per CCD)
• Amplada de banda de predicció de ramificació augmentada. La mida del buffer de destinació de la branca L1 ha augmentat a 1024 entrades (enfront de 512 al Zen 2).
• Noves instruccions
  • VAES – Instruccions AES vectorials de 256 bits
  • INVLPGB – Buidat de TLB de difusió
  • CET_SS – Tecnologia d'aplicació del flux de control/Shadow Stack
• Unitats enteres millorades
  • Planificador d'enters de 96 entrades (en lloc de 92)
  • Fitxer de registre físic de 192 entrades (en lloc de 180)
  • 10 números per cicle (en lloc de 7)
  • 256 entrades de memòria intermèdia de reordenació (en lloc de 224)
  • menys cicles per a operacions DIV/IDIV (10...20 de 16...46)
• Unitats de coma flotant millorades
  • Amplada de despatx de 6 μOP (en lloc de 4)
  • Latència FMA reduïda en 1 cicle (de 5 a 4)
• Memòria cau L3 de biblioteca densa apilada verticalment en 3D addicional de 64 MB (en models -X3D)