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AMD 四代 Ryzen 每时脉再快 17%!Zen 3 新架构‧7nm+ 制程

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AMD 第四代 Ryzen 处理器于今年内推出,提升至「Zen 3」全新微架构,每 MHz 时脉运算效能更快,并率先采用 TSMC (台积电) 7nm+ 晶圆制程,进一步降低运作功耗。第四代 Ryzen 全线向后兼容现有 AMD X570、B550、X470、B450 等晶片,让用家毋须一定要更换主机板。

  • Zen 3 微架构,每时脉效能相比 Zen 2 再快 17%!
  • 每 8 颗核心,与 32MB L3 缓存合并成一组
  • 向后兼容 X570、B550 晶片,支援 PCI-E 4.0

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浮点运算快 50%

2019 年 7 月 7 日上市的第三代 Ryzen (Ryzen 3000 系列),开发代号 Matisse,委托 TSMC 7nm 代工生产所有型号处理器,令 AM4 封装的最大核心数量提升至 16 颗 (型号 Ryzen 9 3950X)。第三代 Ryzen 采用「Zen 2」微架构,IPC (每时脉周期执行指令) 运算效能比上代 Zen、Zen+ 微架构快约 10%。此外,第三代 Ryzen 配合 X570 晶片,率先支援全新 PCI-E 4.0 总线。

按 AMD 产品路线图,2020 年会推出第四代 Ryzen (Ryzen 4000),本应原定于 5 至 6 月,在台北国际电脑展 (Computex 2020) 正式发布。惟受到新冠肺炎疫情影响,第四代 Ryzen 或延至第三季才上市。第四代 Ryzen 开发代号 Vermeer,承接上代规格技术,原生支援 PCI-E 4.0 总线,但 Zen 3 微架构大幅改良内部设计,增加 Integer (整数运算) 模组的 Scheduler 及 AGU 等单元数量;至于 Floating Point (浮点运算) 模组也有相当程度改良。消息指,Zen 3 微架构比 Zen 2 的 IPC 效能加快最多 17%,浮点运算效能大增最多 50%!

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沿用 AM4‧兼容 X570/X470

第三代 Ryzen 采用 CCD (Compute Core Design) 模组设计,由 2 个 CCX (CPU Complex) 构成,每个 CCX 各具 4 颗核心及 16MB L3 缓存。惟 2 组 CCX 之间,各自资料并不直接互通,需透过 CCD 内部「Infinity Fabric PHY」单元才能联系,增加了延迟时间及影响效能。第四代 Ryzen 针对上述问题,届时 CCD 2.0 新设计,8 颗核心及 32MB L3 缓存将合并一起,有助缩短延迟时间,也提升资料预测命中率 (Prefetch Hit-rate),让暂存于 L3 缓存的资料能立即被使用。

另一大改进是晶圆制程由 7nm 提升至 7nm+,看似只是小幅度改良,但事实不然。TSMC 于 2019 年 10 开始掌握 7nm+ 制程技术,透过 13.5nm 波长的 EUV Lithography (极紫外光光刻),于硅晶圆盘 (Silicon Wafer) 进行刻蚀,在相同晶片面积下,7nm+ 的电晶体密度比 7nm 增加 15% 至 20%,而且所需运作功耗亦降低。因此,假设第四代 Ryzen 最高规格仍是 16 核心,届时 TDP 功耗将低于现时 16 核心 Ryzen 9 3950X 的 105W。

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  • 2020-07-17 00:06:27

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