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Zen 5 en 2024 con una microarquitectura completamente nueva

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Hoy es el Día del analista financiero de AMD, la reunión semestral centrada en los analistas de la empresa. Si bien el objetivo principal del evento es que AMD llegue a inversores, analistas y otros para demostrar el desempeño de la empresa y por qué deben continuar invirtiendo en la empresa, FAD también se ha convertido en el evento de facto de la hoja de ruta de productos de AMD. Después de todo, ¿cómo invertir sabiamente en AMD si no sabe qué esperar?

Como resultado, la serie de presentaciones de medio día está repleta de pequeños fragmentos de información sobre los productos y planes de la empresa. Todo aquí es de alto nivel, no espere que AMD entregue el plano de planta del transistor Zen 4, pero es fácilmente nuestro mejor vistazo a los planes de productos de AMD para los próximos dos años.

El lanzamiento de FAD 2022 con lo que sigue siendo la actualización más emocionante de AMD es la hoja de ruta de la arquitectura Zen. Una piedra angular de la adquisición y el resurgimiento de AMD como un jugador competitivo y capaz en el espacio de los procesadores x86, la arquitectura Zen sustenta todo, desde los procesadores integrados más pequeños de AMD hasta los conjuntos de chips más grandes del mundo. Entonces, lo que sucederá en los próximos dos años es un gran problema para AMD y para la industria en general.

Zen 4: mejoras de rendimiento y rendimiento por vatio, envío a finales de este año

Profundizando en ello, AMD actualmente está desarrollando sus productos basados ​​en la arquitectura Zen 4. Esto incluye los procesadores cliente Ryzen 7000 (Raphael), así como sus 4mi CPU de servidor de generación EPYC (Génova). Se espera que ambos se lancen a finales de este año.

Hemos visto fragmentos de información sobre Zen 4 hasta ahora, más recientemente con el Anunciando el Ryzen 7000 en Computex. Zen 4 trae nuevos chipsets de núcleo de CPU junto con una nueva matriz de E/S, lo que agrega soporte para funciones como PCI-Express 5.0 y memoria DDR5. Y en el frente del rendimiento, AMD apunta a mejoras significativas en el rendimiento por vatio y la velocidad del reloj con respecto a sus productos actuales basados ​​en Zen 3.

Mientras tanto, AMD está dando seguimiento a este anuncio de Computex aclarando algunas cosas. En particular, la empresa responde a las preguntas sobre las expectativas de instrucciones por reloj (IPC), afirmando que espera que Zen 4 ofrezca un aumento del 8-10 % en IPC sobre Zen. 3. El anuncio inicial y la demostración de Computex parecían implicar que la mayoría de los procesadores de AMD Las ganancias de rendimiento provinieron de las mejoras en la velocidad del reloj, por lo que AMD está tratando de abordar esto sin mostrar demasiado su mano en los lanzamientos de productos.

Junto con esto, AMD también revela que esperan un aumento general del rendimiento de un solo subproceso de más del 15%, con énfasis en “mejor que”. El rendimiento de ST es una combinación de IPC y velocidades de reloj, por lo que en este punto AMD no puede ser demasiado específico, ya que no han bloqueado las velocidades de reloj finales. Pero como vimos con sus demostraciones de Computex, para cargas de trabajo con subprocesos ligeros, 5,5 GHz (o superior) está actualmente sobre la mesa para Zen 4.

Finalmente, AMD también confirma que hay extensiones ISA para AI y AVX-512 que llegarán a Zen 4. En este punto, la compañía no especifica si alguna (o ambas) de estas extensiones estarán en todos los productos Zen 4 o solo un subconjunto: AVX-512 consume un poco de espacio y energía, por ejemplo, pero como mínimo es razonable esperar que aparezcan en las partes del servidor Zen 4. Agregar instrucciones de IA ayudará a AMD a mantenerse al día con Intel y otros competidores en el corto plazo , ya que el rendimiento de la IA de la CPU ya se ha convertido en un campo de batalla para los fabricantes de chips. Aunque lo que esto haga por la competitividad de AMD dependerá en gran medida de las instrucciones (y tipos de datos) que se agreguen.

AMD producirá tres sabores de productos Zen 4. Esto incluye el núcleo Zen 4 vainilla, así como el núcleo Zen 4c previamente anunciado, un núcleo compacto destinado a servidores de alta densidad y que entrará en el Procesador EPYC Bérgamo de 128 núcleos. AMD también confirma por primera vez que también habrá partes de Zen 4 equipadas con V-Cache, lo cual, aunque es información nueva, no es una sorpresa dado el éxito de las partes de consumo y servidor V-Cache de AMD.

Curiosamente, AMD planea usar procesos de 5nm y 4nm para la familia Zen 4. Ya sabemos que Ryzen 7000 y Genoa deberían usar uno de los procesos de 5nm de TSMC, y los chips Zen 4c deberían construirse en la versión HPC de N5. Por lo tanto, no está claro de inmediato dónde encaja 4nm en la hoja de ruta de AMD, aunque no podemos descartar que AMD esté jugando un poco rápido y suelto con la terminología aquí, ya que los procesos de 4nm de TSMC son una rama de 5nm (en lugar de un nodo completamente nuevo) y se clasifican generalmente como variantes de 5nm para empezar.

En este punto, AMD espera ver un aumento de >25 % en el rendimiento por vatio con Zen 4 en comparación con Zen 3 (basado en chips 16C de escritorio que ejecutan CineBench). Mientras tanto, la mejora general del rendimiento asciende a >35 %, sin duda aprovechando el mejor rendimiento por subproceso de la arquitectura y los TDP más altos previamente revelados por AMD (que son especialmente útiles para generar un mayor rendimiento en las cargas de trabajo de MT). Y sí, esos son gráficos terribles.

Arquitectura Zen 5: una nueva microarquitectura para 2024

Mientras tanto, la hoja de ruta de la arquitectura Zen de AMD hasta 2024 es la arquitectura Zen 5, que se anuncia hoy. Dado que AMD aún no está enviando Zen 4, es comprensible que sus detalles sobre Zen 5 estén en un nivel muy alto. Sin embargo, también indican que AMD no se dormirá en los laureles y planea actualizaciones agresivas.

La gran noticia aquí es que AMD está llamando a la arquitectura Zen 5 “microarquitectura completamente nueva”. En otras palabras, no será solo una mejora incremental con respecto a Zen 4.

En la práctica, ningún proveedor importante diseña una arquitectura de procesador completamente desde cero (siempre habrá algo lo suficientemente bueno para reutilizar), pero el mensaje de AMD es claro: modificarán significativamente la arquitectura de su procesador para mejorar aún más su rendimiento y eficiencia energética.

En cuanto a lo que AMD revelará en este momento, Zen 5 volverá a publicar el front-end y ampliará la amplitud de su problema nuevamente. El diablo está en los detalles aquí, pero viniendo de Zen 3 y su tasa de decodificación de 4 instrucciones/ciclos, es fácil ver por qué AMD querría centrarse en eso a continuación, especialmente cuando en el backend todas las unidades ya tienen un 10-grande ancho de emisión.

Mientras tanto, además de las nuevas instrucciones de IA de Zen 4, Zen 5 incorpora otras optimizaciones de IA y aprendizaje automático. AMD no dice mucho más aquí, pero tiene una biblioteca considerable de herramientas para elegir, que cubre todo, desde instrucciones centradas en IA hasta agregar soporte para aún más tipos de datos.

AMD espera que la pila de chips Zen 5 sea similar a Zen 4, es decir, tendrán el mismo trío de diseños: un núcleo Zen 5 estándar, un núcleo compacto (Zen 5c) y un kernel V-Cache habilitado. Para los clientes de AMD, este tipo de continuidad es muy importante, ya que les asegura que las configuraciones más personalizadas de AMD (Zen 4c y V-Cache) tendrán sucesores en 2024+. Desde un punto de vista técnico, nada de esto es demasiado sorprendente, pero desde un punto de vista comercial, los clientes quieren asegurarse de no adoptar hardware sin salida.

Finalmente, AMD ha planeado una combinación de fabricación interesante para Zen 5. Los núcleos de CPU de Zen 5 se fabricarán en una combinación de procesos de 4nm y 3nm, que a diferencia de la combinación de 5nm/4nm para Zen 4, los núcleos de CPU serán de 4nm y 3nm de TSMC. muy diferente. 4nm es una versión optimizada de 5nm, mientras que 3nm es un nodo completamente nuevo. Entonces, si los planes de fabricación de AMD avanzan como se presentan actualmente, Zen 5 dará un gran salto en el nodo. Dicho esto, no es descabellado sospechar que AMD está cubriendo sus apuestas aquí y dejando 4nm sobre la mesa en caso de que 3nm no sea tan avanzado como le gustaría.

En conclusión, la arquitectura Zen 5 está programada para 2024. AMD no brinda más información sobre la época del año, aunque observando Zen 3 y Zen 4, ambos se lanzaron o se lanzarán más adelante en 2020 y 2022 respectivamente. Así que H2/EOY 2024 es tan bueno como cualquier otro.

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