هرآنچه درباره معماري AMD Zen 3 و پردازندههاي رايزن 4000 ميدانيم
معماري جديد AMD بهنام Zen 3 امسال به بازار معرفي ميشود. رونمايي معماري جديد بهمعناي آمادهشدن براي عرضهي پردازندههايي قدرتمندتر خواهد بود كه از بهترين طراحي و معماري تيم قرمز تا امروز بهره ميبرند. معماري Zen 3 در كل خانوادهي نسل بعدي محصولات AMD استفاده ميشود. از ميان محصولات مهم آتي ميتوان پردازندههاي روميزي Ryzen 4000 Vermeer را نام برد كه قطعا در زمان معرفي و عرضه، رقابتي جديد را براي قرارگرفتن در صدر بهترين پردازندهها در رسانههاي سختافزاري شروع ميكنند. پردازندههاي لپ تاپ رايزن ۵۰۰۰ نيز از همين معماري برخوردار هستند. از پردازندههاي قدرتمند مبتنيبر Zen 3 نيز ميتوان به پردازندههاي ديتاسنتر EPYC Milan اشاره كرد.
اولين نسخه از معماري Zen رويكردي جديد را در طراحي پردازنده به بازار تراشههاي روميزي معرفي كرد. همين معماري باعث شد تا تيم قرمز هم از ورشكستگي فرار كند. تراشههايي كه ابتدا بهنام Naples و بر اساس معماري جديد توليد شدند، زمينه را براي طراحي مبتنيبر چيپلت فراهم كردند كه امروزه بهعنوان استانداردي در صنعت شناخته ميشود. همين پردازندهها باعث شدند تا تركيب تعداد هسته و ارزش پردازنده وارد سطح جديدي شود و بازار از نوآوريهاي نهچندان مهم بازار تكقطبي رهايي يابد.
موفقيت AMD با معماري جديد Zen مثالزدني بود و مسيري چندساله را براي پيشرفت سريع و قدرتنمايي چندسالهي آنها فراهم كرد. نسل بعدي كه بهنام Zen 2 معرفي شد، با روش توليد هفتنانومتري در تراشههاي Mattise به بازار آمد و بهنوعي به تثبيت موقعيت AMD در ارزش و بهبود عملكرد و بازدهي پردازندهها منجر شد. درمقابل، اينتل هنوز درگير توسعهي روش توليد دَهنانومتري بود. نسل دوم باعث شد تا تيم قرمز با سرعت زيادي مسير موفقيت را طي و سهم بازار تيم آبي را تصاحب كند؛ تصاحبي كه هنوزهم ادامه دارد و به ركوردشكني AMD در ارزش سهام نيز منجر شد.
اكنون زمان عرضهي نسل سوم معماري Zen به بازار فرارسيده است. درمقابل، اينتل هنوز در معرفي روش توليد هفتنانومتري به بازار اشكالاتي دربرابر خود ميبيند. AMD ميگويد Zen 3 با طراحي كاملا جديدي در سطح معماري همراه خواهد بود. باتوجهبه ادعاهاي اين شركت و پيشرفت آنها در بهبود جريان IPC و اولين نشانهها از توانايي تقويت پردازنده تا ۴/۹ گيگاهرتز، ميتوان پيشبيني كرد كه AMD با Zen 3 ضربهي محكم ديگري به اينتل وارد كند؛ ضربهاي كه شايد به برتري چندينسالهي تيم آبي و قرارگرفتن در صدر بنچماركهاي بازي و گرافيك آسيب بزند.
تاكنون، AMD اطلاعات جزئي زيادي دربارهي Zen 3 منتشر نكرده است. چندي پيش، تنها يك ويدئو بهصورت تصادفي در يوتيوب منتشر شد. البته آنها اطلاعات زيادي دربارهي زمان معرفي و عرضه به بازار دراختيار رسانهها قرار دادهاند و افشاگريهاي متعدد رسانهاي هم تا حدودي وضعيت نهايي پردازندههاي مبتنيبر معماري Zen 3 را روشن كردهاند. بههرحال، درحالحاضر بهقطع ميگوييم كه معماري Zen تمامي تصور ما از تراشههاي روميزي بازار را تغيير داد و بازهم منتظر نوآوريها و اخبار شوكهكنندهي بيشترِ AMD هستيم كه با Zen 3 به حقيقت ميپيوندند. درادامهي اين مطلب اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران، تمامي اطلاعات موجود از Zen 3 و پردازندههاي وابسته را جمعآوري كردهايم.
نگاهي كلي به AMD Zen 3 Ryzen 4000
تاكنون، اطلاعات زير دربارهي پردازندههاي جديد تيم قرمز تا حدودي تأييد شدهاند:
- استفاده از روش توليد N7P يا +N7 شركت TSMC
- بيش از ۳۲ مگابايت حافظهي يكپارچهي كش L3
- طراحي ماژول چندتراشهاي (MCM)
- تا ۶۴ هسته در هر پردازنده براي پردازندههاي ديتاسنتر
- اولين پردازندههاي مصرفكننده (دسكتاپ يا لپ تاپ) تا پايان سال ۲۰۲۰ به بازار عرضه ميشوند
- پردازندههاي اپيك ميلان ديتاسنتر تا پايان ۲۰۲۰ به بازار عرضه ميشوند
- كل خانوادهي دسكتاپ و لپتاپ و سرور Zen 3 تا پايان ۲۰۲۱ در بازار موجود خواهند شد
- هيچ اطلاعات مستندي از ارزش در دست نيست؛ اما AMD در محصولات اخيرش، روند افزايش ارزش را شروع كرده است
زمان عرضهي پردازندههاي رايزن ۴۰۰۰ و رايزن ۵۰۰۰ و اپيك
يكي از تصميمهاي عجيب AMD اين است كه پردازندههاي لپتاپ خانوادهي Renoir APU مبتنيبر معماري Zen 2 را بهنام رايزن ۴۰۰۰ به بازار عرضه كرده است. در اين مطلب، روي پردازندههاي Zen 3 متمركز هستيم كه پردازندههاي مبتنيبر آن معماري براي خانوادهي دسكتاپ نيز با همين نام رايزن ۴۰۰۰ عرضه خواهند شد. پردازندههاي لپتاپ مبتنيبر Zen 3 نيز برند رايزن ۵۰۰۰ دارند.
تيم قرمز در مراسم اخير، گزارش مالي سال ۲۰۲۰ نقشهي راه خود شامل معماريها و روشهاي توليد جديد را بهاشتراك گذاشت. نقشهي راه شركت نشان ميدهد كه آنها برنامههاي كاملا تثبيتشده براي معرفي و عرضهي هر روش توليد يا نسل جديد دارند و مسيري كاملا بهتر از رقيب را در پيش گرفتهاند. فراموش نكنيد كه اينتل تاكنون چندينبار با رسيدن به نقشهي راه خود و عرضهي پردازندههاي مبتنيبر روش توليد دَهنانومتري با تأخير روبهرو شده است.
نقشهي راه AMD براي معماري Zen تا پايان سال ۲۰۲۱ ادامه دارد كه در آن زمان، بايد منتظر عرضهي تمامي محصولات مبتنيبر نسل سوم معماري در همهي بازارهاي هدف باشيم. درنتيجه تا پايان سال آينده، پردازندههاي روميزي Ryzen 4000 Vermeer و پردازندههاي لپتاپ Ryzen 5000 و پردازندههاي ديتاسنتر EPYC Milan به بازار عرضه ميشوند.
AMD در توليد پردازندههاي يادشده كه همگي از معماري مقياسدهيپذير Zen 3 بهره ميبرند، از روش توليد بهينهي هفتنانومتري TSMC استفاده ميكند؛ اما هنوز اطلاعاتي از نام و نسخهي دقيق روش توليد در دست نيست. آنها ميتوانند از N7P براي توليد تراشهها استفاده كنند كه هنوز برمبناي روش سنتي DUV انجام ميشود؛ اما ۷ درصد سريعتر خواهد بود و ۱۰ درصد بازدهي بهتري از روش هفتنانومتري كنوني تراشههاي رايزن خواهد داشت. همچنين، تيم قرمز ميتوان از روش +N7 استفاده كند كه مزيتهايي حتي بهتر از N7P دارد (بهبود عملكرد ۱۵ درصدي و ۱۰ درصد بهبود بازدهي مصرف توان) و از روش توليد نوين EUV بهره ميبرد. درهرصورت، پردازندههاي مبتنيبر Zen 3 قطعا با بهبود چشمگيري در بخش سرعت و توان و بازدهي مصرف همراه خواهند بود.
از اطلاعات تأييدشده دربارهي پردازندههاي آتي AMD ميتوان به تكذيب هرگونه احتمال تأخير در معرفي و عرضهي محصولات اشاره كرد. همچنين، اين شركت تأييد كرده است كه از روش توليد پنجنانومتري TSMC در توليد پردازندههاي جديد استفاده نميكند.
اولين پردازنده مصرفكننده Zen 3 كه به بازار ميآيد، در دستهي دسكتاپ خواهد بود
اولين پردازندههاي مصرفكنندهي مبتنيبر Zen 3 محصولات دستهي دسكتاپ با نام Ryzen 4000 Vermeer هستند كه متخصصان و متخصص كارشناسان از مدتها پيش انتظار آنها را ميكشند. سپس نوبت به پردازندههاي لپتاپ ميرسد تا بارديگر به قدرتنمايي بهتر تيم قرمز در بازار كامپيوترهاي قابلحمل كمك كنند. با عرضهي پردازندههاي لپتاپ جديد AMD، رقابت با محصولات جديد اينتل، خانوادهي تايگرليك، شديدتر ميشود؛ درنتيجه، سال آينده را ميتوان زمان نبرد واقعي دو غول دنياي پردازنده براي كسب سهم بيشتر در بازار پردازندهي لپتاپ دانست. بهعلاوه، برخي متخصص كارشناسان تخمين ميزنند كه شايد AMD برنامهاي براي عرضهي APU با معماري جديد هم به بازار داشته باشد كه بازهم رقابت را سنگينتر ميكند.
در بخش ديتاسنتر، اكنون پردازندههاي EPYC Rome از شركت AMD بهشدت با پردازندههاي Cascade Lake Refresh اينتل رقابت ميكنند. تيم قرمز تا پايان سال جاري خانوادهي اپيك ميلان را معرفي ميكند كه بازهم تهديدي جدي براي اينتل خواهد بود. البته اينتل هم تا آن زمان احتمالا پردازندههاي سرور آيسليك خود را براي عرضه به بازار آماده ميكند كه رقابت را جديدتر خواهد كرد.
نقشهي راه AMD نشان ميدهد كه پردازندههاي EPYC Genoa را تا پايان سال ۲۰۲۲ به بازار عرضه خواهد كرد. اين پردازندهها از معماري Zen 4 و روش توليد پنجنانومتري بهره ميبرند. باتوجهبه همين نقشهي راه، ميتوان پيشبيني كرد كه در دورهي زماني مشابه، پردازندههاي Zen 4 پنجنانومتري براي بازار مصرفكننده هم عرضه شوند.
عملكرد و مشخصات پردازندههاي EPYC Milan
AMD با پردازندههاي جديد مبتنيبر معماري Zen 3 گزينههاي زيادي براي شديدتركردن رقابت در بخش عملكرد و قدرت دارد. اين شركت با افزايش فركانس كلاك، افزايش IPC، تغيير سلسلهمراتب كش يا افزايش تعداد هستهها، ميتواند عملكرد محصولات جديد را وارد سطح جديدي كند. AMD گزينههاي بسيار زيادي دارد؛ اما موارد گفتهشده، محتملتر از بقيه بهانديشه متخصصين ميرسند.
اطلاعاتي كه قبلا از تيم قرمز منتشر شده بود، نشان ميدهد كه آنها حداكثر ۶۴ هسته را در پردازندههاي ميلان خود در انديشه متخصصين گرفتهاند؛ درنتيجه، قدرتمندترين پردازندهاي كه در دستهي ديتاسنتر و دسكتاپ فوقحرفهاي (HEDT) از AMD به بازار عرضه خواهد شد، حداكثر ۶۴ هسته خواهد داشت. پردازندههاي Threadripper 4000 محصولاتي هستند كه تيم قرمز براي بازار HEDT در انديشه متخصصين دارد.
حداكثر تعداد هسته در بازار ديتاسنتر و HEDT اطلاعاتي از پردازندههاي مرسوم دسكتاپ AMD دراختيار ما قرار نميدهد. درحالحاضر، پردازندهي پرچمدار شركت در بازار دسكتاپ، يعني Ryzen 9 3950X، با ۱۶ هسته و ۳۲ رشتهي پردازشي فرمانروايي ميكند. البته مارك پيپرمستر، از مديران اجرايي ارشد AMD، قبلا گفته بود كه آنها هيج سقفي براي تعداد هستهي پردازنده در بازار نميبينند. اين اظهارانديشه متخصصينها متخصصان حرفهاي بازار را خوشحال ميكند؛ اما بههيچوجه بهمعناي افزايش تعداد هستهها در پردازندههاي مصرفكنندهي دسكتاپ نيست. AMD پردازندههاي Zen 3 را با سوكت AM4 عرضه ميكند كه تا حدودي اجازهي جانمايي هستههاي بيشتر در فضاي كنوني را به آنها خواهد داد.
حداكثر ۶۴ هسته در پردازندههاي AMD ضعفي براي اين شركت در رقابت با اينتل محسوب نميشود. در وضعيت كنوني، اين پردازندهها فرمانرواي تعداد هسته در بازار هستند؛ اما تيم آبي هنوز در عملكرد تكهستهاي قدرت بيشتري نشان ميدهد. AMD با افزايش فركانس پردازنده و APC ميتواند ضعف خود در عملكرد تكهستهاي را برطرف كند. اطلاعات تأييدنشدهاي كه تاكنون از دو پردازندهي آتي AMD منتشر شدهاند، تا حدي تلاش آنها براي بهبود همهجانبهي پردازش تكهستهاي را در محصولات آتي نشان ميدهند. پردازندههاي مذكور ۱۶ هسته دارند و با سرعت كلاك پايه و تقويتشدهي ۳/۷ و ۴/۹ گيگاهرتزي، بهبود ۵/۷ و ۴/۳ درصدي را در هر دو بخش درمقايسهبا نسل قبلي نشان ميدهند.
تمامي نشانههاي كنوني از محصولات آتي AMD تأييد ميكنند كه شركت از پيكربندي هماهنگ با PCIe 4.0 و DDR4 در پردازندههاي خود استفاده ميكند. تاكنون كد نام برخي از پردازندههاي اپيك ميلان هم منتشر شده است كه نهتنها در ديتاسنترها، بلكه در برخي از ابركامپيوترها هم استفاده ميشوند. اين پردازندههاي ۳۲ و ۱۶ هستهاي سرعت كلاك تقويتشدهي ۳ گيگاهرتز دارند. البته باتوجهبه سرعت كلاك حداكثري ۳/۹ گيگاهرتز در پردازندههاي كنوني Rome، ميتوان پيشبيني كرد كه محصولاتي سريعتر در خانوادهي ميلان را شاهد باشيم.
مشخصات معماري AMD Zen 3
فارست نوراد، از مديران AMD، قبلا گفته بود كه Zen 3 معماري كاملا جديدي بهشمار ميرود. البته قطعا اين معماري ويژگيهاي زيادي را از نسلهاي قبلي به ارث خواهد برد. تيم قرمز اطلاعات زيادي دربارهي معماري جديد منتشر نكرده است؛ اما ويدئويي كه سال گذشته بهطور اتفاقي از معرفي NDA در يوتيوب منتشر شد، اطلاعاتي كلي از معماري دراختيار رسانهها قرار داد. AMD از NDA در پردازندههاي دسكتاپ و اپيك ميلان و ژنو استفاده ميكند.
نكتهي مهم در ويدئو فاششده اين بود كه AMD در نسل جديد معماري، ساختار كش و جانمايي آن را تغيير ميدهد؛ درنتيجه، بهبود IPC را شاهد خواهيم بود كه درمجموع، به كاهش تأخير در اجراي دستورها و تكامل معماري ميانجامد. تيم قرمز اكنون چيپلتهاي خود را به دو مجموعهي چهارهستهاي Compute Complex تقسيم ميكند كه هركدام ۱۶ مگابايت حافظهي كش L3 دارند. در ميلان، اين ساختار به هشت هسته تغيير ميكند كه به حافظهي كش L3 يكپارچه متصل ميشوند و درواقع با حذف يك لايه، تأخير را بهميزان درخورتوجهي كاهش ميدهند. AMD در محتواي رسانهاياش از عبارت +32MB استفاده ميكند؛ درنتيجه، شايد استفاده از حافظههاي كش L3 بزرگتر در پردازندهها را هم شاهد باشيم.
AMD با بهود IPC ميتواند سرعت و عملكرد پردازندههاي خود را تا حد زيادي بهبود دهد
AMD با بهبود IPC، جريان داده را به هستههاي بيشتر و قدرتمندتر پردازندههاي جديد سرعت ميبخشد. وقتي داده با حجم و سرعت بيشتري دراختيار هستهها قرار بگيرد، عملكرد كلي بهبود خواهد يافت. اين ويژگيها را با روش توليد بهبوديافتهي هفتنانومتري تركيب كنيد كه درمجموع، به قدرتمندترشدن پردازنده ميانجامند.
پردازندههاي اپيك ميلان با حداكثر ۶۴ هسته مانند نسل كنوني اپيك رم، از سوكت SP3 همراهي ميكنند و ميتوان آنها را در پلتفرمهاي كنوني نيز نصب كرد. اين پردازندهها با همراهي از هشت كانال DDR4 و PCIe 4.0 با توان طراحي گرمايي ۱۲۰ تا ۲۲۵ وات توليد خواهند شد. البته احتمالا محصولاتي با TDP بيشتر هم در برنامهي توليد حضور دارند. همچنين، پردازندههاي آتي از دو رشته در هر هسته بهره ميبرند كه شايعههاي گذشتهي چهار رشته در هر هسته را تكذيب ميكند.
تراشههاي نسل بعدي اپيك ميلان از پيكربندي مشابه با مدل رو بهصورت nine-die يا ۹ لايه بهره ميبرند كه هشت لايه براي پردازش و يك لايه مسئوليت ورودي/خروجي را برعهده ميگيرد. همچنين، هر چيپلت پردازشي هشت هسته خواهد داشت. برخي شايعهها بهبود ۱۵ درصدي در فشار كاري integer و ۲۰ درصدي در پردازش تكهستهاي را براي ميلان ادعا كرده بودند كه نميتوان آنها را تأييد يا رد كرد.
پردازندههاي نسل بعدي AMD در خانوادهي ديتاسنتر بهنام ژنو با معماري Zen 4 سال ۲۰۲۱ يا ۲۰۲۲ معرفي ميشوند و اكنون در مراحل طراحي و تأييد هستند. اين پردازندهها از سوكت SP5 همراهي ميكنند و طبق ادعاها، مدل حافظهي جديدي براي آنها در انديشه متخصصين گرفته شده است (احتمالا DDR5 و PCIe 5.0).
مادربردهاي مخصوص AMD Zen 3 Ryzen 4000
با نزديكشدن به زمان معرفي و عرضهي پردازندههاي جديد، همهي متخصصان از خود ميپرسند كه آيا ميتوان آنها را با مادربردهاي كنوني تركيب كرد؟ پاسخ براي متخصصاني كه از پردازندههاي B550 ،X570 ،B450 يا X470 استفاده ميكنند، مثبت است. پردازندههاي رايزن ۴۰۰۰ جديد از سوكت AM4 همراهي ميكنند. متخصصاني كه مادربردهاي سري ۳۰۰ دارند، بايد به فكر قطعاتي جديد براي استفاده از پردازندههاي رايزن ۴۰۰۰ دسكتاپ باشند.
طراحي جديد BIOS در مادربردهاي سري ۴۰۰ امكان بهرهمندي از تمامي قابليتها و مزيتهاي Zen 3 را براي متخصص بهارمغان ميآورد. البته فراموش نكنيد كه مادربردهاي B450 و X470 از PCIe 4.0 همراهي نميكنند. همچنين، AMD ميگويد بهروزرساني فرمر مادربرد براي همراهي از رايزن ۴۰۰ بازگشتپذير نيست و بهمحض آمادهكردن مادربرد براي معماري جديد، ديگر امكان استفاده از پردازندههاي قديمي را روي آن نخواهيد داشت.
ارزش پردازندههاي AMD Zen 3 Ryzen 4000
اطلاعات بيشتري از محصولات AMD در دست نيست و نميتوان ارزش آنها را هم مشخص كرد. باوجوداين، پيشبيني ميكنيم AMD بازهم ارزش بهازاي هر هسته را درمقايسهبا محصولات اينتل در سطح ارزانتري نگه دارد.
AMD در محصولات Zen 2 مسير افزايش ارزش را شروع كرد؛ تصميمي كه آنها را تا حدي از چهرهي هميشگي عرضهكنندهي محصولات مقرونبهصرفه دور كرده بود. درنهايت، هنوزهم محصولات AMD درمقايسهبا ارزش و عملكردي كه ارائه ميكنند، ارزش مناسبتري دارند. ارزش محصولات مبتنيبر معماري Zen 3 وابستگي زيادي نيز به بهرهوري و قدرت آنها درمقايسهبا محصولات اينتل خواهد داشت. درپايان بايد اشاره كنيم كه تنها زمان پاسخ پيشبينيها و گمانهزنيها را مشخص ميكند.
مشخصات متخصص كامل، بهترين ارزش پردازنده AMD در فروشگاههاي اينترنتي و مقايسهي محصولات اين شركت با يكديگر و CPU اينتل را در بخش محصولات اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران مشاهده كنيد. پردازندههاي متنوعي از سري رايزن ۳، رايزن ۵، رايزن ۷ و رايزن ۹ دركنار ديگر محصولات AMD در اين بخش براي خريد و مقايسه دراختيار متخصصان قرار گرفته است.
هم انديشي ها