Обзор и тест процессора AMD Ryzen 7 9800X3D

Технология второго поколения AMD 3D V-Cache

AMD представила второе поколение 3D V-Cache, которое нацелено на повышение производительности и улучшение тепловых характеристик процессоров. Этот подход включает переработанный кэш, расположенный в непосредственной близости к ядрам процессора. Такое размещение улучшает теплопередачу и снижает температуры, что особенно важно при выполнении интенсивных задач, таких как игры и вычислительные приложения. Использование прямого медного соединения (Copper-to-Copper Bond) между слоями кэша и кристаллами CCD обеспечивает лучшую проводимость тепла, снижая нагрев без ущерба для производительности. Это решение позволяет системе работать стабильнее и эффективнее при максимальных нагрузках, продлевая срок службы компонентов и обеспечивая высокую производительность.

Одним из ключевых улучшений является увеличение базовой частоты на 500 МГц и максимальной частоты Boost на 200 МГц по сравнению с предыдущей моделью Ryzen 7 7800X3D. Это обеспечивает более высокую скорость обработки данных, улучшая отклик системы и её способность справляться с многозадачностью. Важно отметить, что впервые разблокирован полный доступ к оверклокингу для X3D-процессоров, что позволяет энтузиастам выжимать максимум из своих систем. Этот шаг компании AMD открывает новые возможности для пользователей, которым важна максимальная производительность без ограничений.

Цели разработки Zen 5

Архитектура Zen 5 создана с учётом требований к высокой производительности и энергоэффективности. Основные цели разработки включают значительное увеличение однопоточной и многопоточной производительности, что делает эту архитектуру идеальной для широкого спектра задач от игр до вычислений. AMD внедрила поддержку AVX512 на 512-битной шине, что увеличивает пропускную способность и особенно полезно для искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения.

Кроме того, Zen 5 поддерживает два варианта ядер — Zen 5 и Zen 5c, что позволяет гибко настраивать конфигурации для различных платформ. Zen 5c ориентирован на компактные и энергоэффективные системы, сохраняя высокую производительность при минимальном потреблении энергии. Это решение позволяет адаптировать архитектуру к новым задачам и требованиям, сохраняя её актуальность на рынке.

Архитектура также поддерживает конфигурируемые шины FP512/FP256, что позволяет увеличивать или уменьшать ширину канала для оптимизации работы с конкретными нагрузками. Поддержка техпроцессов 4 и 3 нм обеспечивает дальнейшее повышение энергоэффективности и позволяет уменьшить нагрев системы, сохраняя производительность на высоком уровне. Эти улучшения делают Zen 5 одной из самых энергоэффективных архитектур AMD на данный момент.

Обзор микроархитектуры Zen 5

AMD Zen 5 включает множество обновлений в микроархитектуре, каждое из которых направлено на увеличение эффективности и производительности. Важным нововведением является система предсказания ветвлений NextGen Branch Predictor, которая работает точнее и быстрее, что улучшает выполнение команд и снижает задержки. Это особенно полезно при работе с интенсивными задачами, требующими высокого уровня предсказуемости.

Кэш-память также была значительно улучшена. Архитектура поддерживает I-Cache объёмом 32 КБ, Op-Cache с поддержкой 6 тысяч инструкций, D-Cache объёмом 48 КБ и L2-Cache объёмом 1 МБ на каждое ядро. Эти изменения обеспечивают более быструю обработку данных и позволяют процессору справляться с большим количеством операций одновременно.

Zen 5 включает двойные каналы I-fetch и декодирования, что позволяет выполнять до 8 операций за такт, обеспечивая высокую скорость обработки данных. Это помогает системе эффективно обрабатывать вычислительные задачи, такие как рендеринг, моделирование и другие операции, требующие высокой вычислительной мощности.

Сравнение возможностей Zen 5 и Zen 4

В новой архитектуре Zen 5 было улучшено множество параметров по сравнению с предыдущим поколением Zen 4. Кэш L1 и L2 в Zen 5 значительно улучшен, что повышает скорость доступа к данным. Например, Zen 5 поддерживает 16К/8К L1/L2 BTB, что в несколько раз превышает показатель Zen 4. Это позволяет процессору хранить больше данных в кэше, сокращая время, необходимое для их извлечения и обработки.

В Zen 5 увеличена ширина агрегатора операций (Op Cache) до 16 путей, что позволяет обрабатывать больше макроопераций за один такт, по сравнению с 12 путями в Zen 4. Ширина канала также увеличена, обеспечивая более быструю и эффективную обработку операций. Ширина регистров была удвоена до 384, что улучшает обработку данных и снижает задержки. Поддержка полных 512-битных AVX512 путей позволяет выполнять более сложные математические операции быстрее, что критически важно для задач, связанных с искусственным интеллектом и обработкой видео.

Инструкции и поддержка новой ISA в Zen 5

В Zen 5 была реализована новая архитектура команд (ISA), включающая расширенные инструкции для работы с данными. Например, команда MOVDIRI/MOVD64B позволяет перемещать 4, 8 или 64 байта как прямую запись, обходя кэши, что снижает нагрузку на кэш-память и повышает скорость передачи данных. Команда VP2INTERSECT[DQ] вводит поддержку пересечения AVX512 в паре регистров маски, что повышает эффективность обработки массивов данных.

Эти улучшения в ISA также включают поддержку PMC виртуализации для улучшенной безопасности. Технология позволяет изолировать процессорное ядро от гипервизора, что делает систему более защищённой и стабильной при использовании виртуальных машин.

Комплексное устройство Zen 5 Core Complex

В Zen 5 реализована улучшенная система распределения данных, которая включает удвоенную ассоциативность и пропускную способность L2-кэша. Это позволяет системе обрабатывать данные быстрее и более эффективно. Кэш L3 также был оптимизирован, поддерживая до 320 параллельных обращений с низкой задержкой, что сокращает время отклика системы и улучшает общую производительность.

В сравнении с Zen 4, архитектура Zen 5 использует более быструю и эффективную L3-кэш-память. Это особенно важно для высоконагруженных задач, так как увеличенная ёмкость и скорость кэша позволяют сократить время ожидания при доступе к данным, что особенно полезно для многопоточных приложений и вычислительных задач.

AMD Granite Ridge SOC

На основе архитектуры Zen 5 была создана система на кристалле (SOC) Granite Ridge, включающая до 8 ядер и 16 потоков с L2-кэшем объемом 1 МБ на каждое ядро и общим объёмом L3-кэша в 32 МБ. Данный SOC поддерживает 512-битные шины данных для операций с плавающей запятой, оптимизированные для работы на высоких частотах. Это делает Granite Ridge отличным выбором для вычислительных задач и высокопроизводительных рабочих нагрузок.

На Granite Ridge интегрирован GPU с архитектурой RDNA 2, обеспечивающий базовую графическую поддержку и возможности для мультимедиа. Этот SOC также включает контроллеры для видео- и аудиокодирования, что делает его многофункциональным решением для мультимедийных приложений.

Для входов/выходов Granite Ridge поддерживает DDR5 память с частотой до 5600 МТ/с, а также PCIe Gen5 с 28 линиями, что обеспечивает высокоскоростной обмен данными с периферийными устройствами. Поддержка до 5 USB-портов, включая USB Type-C, и возможность одновременного подключения до четырёх дисплеев делают этот SOC универсальным и удобным для широкого спектра задач.