Zen 2

AMD Zen 2

Allmän information
Lanserades	7 juli 2019 ( 7 juli 2019 )
Designad av	AMD
Vanliga tillverkare	TSMC (kärnmatris) GlobalFoundries (I/O-matris)
Cache
L1 cache	64 KB per kärna
L2 cache	512 KB per kärna
Arkitektur och klassificering
Tekniknod	TSMC 7 nm TSMC 6 nm
Instruktionsuppsättning	AMD64 (x86_64)
Fysiska specifikationer
Kärnor	Upp till 64
Uttag	Sockel AM4 Sockel SP3 Sockel sTRX4
Produkter, modeller, varianter
Produktkodnamn	Matisse (skrivbord) Rom (server) Castle Peak (HEDT) Renoir (Desktop APU, mobil och inbyggd) Mendocino (mobil och inbäddad uppdatering)
Historia
Företrädare	Zen+
Efterträdare	Zen 3
Supportstatus
Stöds

Zen 2 är en datorprocessormikroarkitektur av AMD . Det är efterföljaren till AMD :s Zen- och Zen+ -mikroarkitekturer och är tillverkad på 7 nanometern MOSFET- noden från TSMC . Mikroarkitekturen driver den tredje generationens Ryzen- processorer, känd som Ryzen 3000 för vanliga stationära chips (kodnamn "Matisse"), Ryzen 4000U/H (kodnamn "Renoir") och Ryzen 5000U (kodnamn "Lucienne") för mobilapplikationer, som Threadripper 3000 för avancerade stationära system och som Ryzen 4000G för accelererade processorenheter ( APU). Ryzen 3000-seriens processorer släpptes den 7 juli 2019, medan de Zen 2-baserade Epyc- serverprocessorerna (kodnamn "Rom") släpptes den 7 augusti 2019. Ytterligare ett chip, Ryzen 9 3950X, släpptes i november 2019.

På CES 2019 visade AMD ett Ryzen tredje generationens tekniska prov som innehöll en chiplet med åtta kärnor och 16 trådar. AMD:s VD Lisa Su sa också att hon förväntade sig mer än åtta kärnor i den slutliga lineupen. På Computex 2019 avslöjade AMD att Zen 2 "Matisse"-processorerna skulle ha upp till 12 kärnor, och några veckor senare avslöjades även en 16-kärnigs processor på E3 2019, som är den tidigare nämnda Ryzen 9 3950X.

Zen 2 inkluderar hårdvarubegränsningar för säkerhetssårbarheten Spectre . Zen 2-baserade EPYC-server-CPU:er använder en design där flera CPU-matriser (upp till åtta totalt) tillverkade på en 7 nm-process (" chiplets ") kombineras med en 14 nm I/O- matris på varje multichipmodul ( MCM) paket. Med detta stöds upp till 64 fysiska kärnor och 128 totala beräkningstrådar (med samtidig multithreading ) per socket. Den här arkitekturen är nästan identisk med layouten för den "pro-konsument" flaggskeppsprocessorn Threadripper 3990X. Zen 2 levererar cirka 15 % fler instruktioner per klocka än Zen och Zen+, 14- och 12-nm-mikroarkitekturerna som används på första respektive andra generationens Ryzen.

Steam Deck , PlayStation 5 , Xbox Series X och Series S använder alla chips baserade på Zen 2-mikroarkitekturen, med proprietära justeringar och olika konfigurationer i varje systems implementering än vad AMD säljer i sina egna kommersiellt tillgängliga APU:er.

Design

Två delided Zen 2-processorer designade med multi-chip modul tillvägagångssätt. CPU:n till vänster/överst (används för vanliga Ryzen-processorer) använder en mindre, mindre kapabel I/O-matris och upp till två CCD:er (endast en används i detta specifika exempel), medan den till höger/nedre (används för avancerade stationära datorer, HEDT, Ryzen Threadripper och server Epyc-processorer) använder en större, mer kapabel I/O-matris och upp till åtta CCD:er.

Zen 2 är en betydande avvikelse från det fysiska designparadigmet för AMD:s tidigare Zen-arkitekturer, Zen och Zen+ . Zen 2 går över till en multi-chip-moduldesign där I/O -komponenterna i CPU:n läggs ut på sin egen, separata die , vilket också kallas en chiplet i detta sammanhang. Denna separation har fördelar i skalbarhet och tillverkningsbarhet. Eftersom fysiska gränssnitt inte skalas särskilt bra med krympningar i processteknologi , gör deras separation i en annan stans att dessa komponenter kan tillverkas med hjälp av en större, mer mogen processnod än processorn. CPU-matriserna (av AMD kallade core complex dies eller CCDs), nu mer kompakta på grund av att I/O-komponenter flyttas till en annan dyna, kan tillverkas med en mindre process med färre tillverkningsdefekter än en större dys skulle uppvisa ( eftersom chansen att en stans har en defekt ökar med storleken på anordnings(form) samtidigt som det tillåter fler stansar per wafer. Dessutom kan den centrala I/O-matrisen betjäna flera chiplets, vilket gör det lättare att konstruera processorer med ett stort antal kärnor.

Förenklad illustration av Zen 2-mikroarkitekturen

Till vänster (överst på mobilen): Die shot of a Zen 2 Core Complex Die. På mitten: Die shot av en Zen 2 EPYC/Threadripper I/O-matris, till höger (nederst): I/O-matris av en Zen 2 mainstream Ryzen I/O-matris.

Med Zen 2 rymmer varje CPU-chiplet 8 CPU-kärnor, arrangerade i två kärnkomplex (CCX), var och en med fyra CPU-kärnor. Dessa chiplets tillverkas med TSMC :s 7 nanometer MOSFET- nod och är cirka 74 till 80 mm ² stora. Chipleten har cirka 3,8 miljarder transistorer, medan 12 nm I/O-matrisen (IOD) är ~125 mm ² och har 2,09 miljarder transistorer. Mängden L3-cache har fördubblats till 32 MB, där varje CCX i chipleten nu har tillgång till 16 MB L3 jämfört med 8 MB Zen och Zen+. AVX2- prestandan förbättras avsevärt genom en ökning av exekveringsenhetens bredd från 128-bitars till 256-bitars. Det finns flera varianter av I/O-matrisen: en tillverkad på GlobalFoundries 14 nanometer process och en annan tillverkad med samma företags 12 nanometer process. De 14 nanometersformarna har fler funktioner och används för EPYC Rome-processorerna, medan 12 nm-versionerna används för konsumentprocessorer. Båda processerna har liknande funktionsstorlekar, så deras transistortäthet är också liknande.

   AMD:s Zen 2-arkitektur kan leverera högre prestanda till en lägre strömförbrukning än Intels Cascade Lake -arkitektur, med ett exempel är AMD Ryzen Threadripper 3970X som körs med en TDP på ​​140 W i ECO-läge och ger högre prestanda än Intel Core i9-10980XE som körs med en TDP på ​​165 W.

Nya egenskaper

• Några nya instruktionsförlängningar : WBNOINVD, CLWB, RDPID, RDPRU, MCOMMIT. Varje instruktion använder sin egen CPUID- bit.
• Hårdvarubegränsningar mot Spectre V4:s spekulativa butik förbigår sårbarheten.
• Minnesspeglingsoptimering med noll latens (odokumenterad).
• Fördubblad bredd på exekveringsenheterna och lastlagringsenheterna (från 128-bitar till 256-bitar) i flyttals-samprocessorn och betydande ytterligare genomströmningsförbättringar i multiplikationsexekveringsenheten. Detta gör att FPU:n kan utföra AVX2-beräkningar i en cykel.

Funktionstabeller

APU:er

APU har bord

Produkter

Den 26 maj 2019 tillkännagav AMD sex Zen 2-baserade stationära Ryzen-processorer (kodnamnet "Matisse"). Dessa inkluderade 6-kärniga och 8-kärniga varianter i Ryzen 5- och Ryzen 7-produktlinjerna, samt en ny Ryzen 9-linje som inkluderar företagets första 12-kärniga och 16-kärniga vanliga stationära processorer.

Matisse I/O-matrisen används också som X570-chipset .

AMD:s andra generation av Epyc- processorer, med kodnamnet "Rom", har upp till 64 kärnor och lanserades den 7 augusti 2019.

Stationära processorer

3000-serien (Matisse)

Vanliga funktioner hos Ryzen 3000 stationära processorer:

• Sockel: AM4 .
• Alla processorer stöder DDR4 -3200 i dubbelkanalsläge .
• L1- cache : 64 KB (32 KB data + 32 KB instruktion) per kärna.
• L2-cache: 512 KB per kärna.
• Alla processorer stöder 24 PCIe 4.0- banor. 4 av banorna är reserverade som länk till chipset.
• Ingen integrerad grafik.
• Tillverkningsprocess: TSMC 7FF .

Varumärke och modell		Kärnor ( trådar )	Klockfrekvens ( GHz )		L3-cache (totalt)	TDP	Chiplets	Kärnkonfiguration _	Releasedatum _	MSRP
			Bas	Lyft
Ryzen 9	3950X	16 (32)	3.5	4.7	64 MB	105 W	2 × CCD 1 × I/OD	4 × 4	25 november 2019	749 USD
	3900XT	12 (24)	3.8					4 × 3	7 juli 2020	499 USD
	3900X			4.6					7 juli 2019
	3900		3.1	4.3		65 W			8 oktober 2019	OEM
Ryzen 7	3800XT	8 (16)	3.9	4.7	32 MB	105 W	1 × CCD 1 × I/OD	2 × 4	7 juli 2020	399 USD
	3800X			4.5					7 juli 2019
	3700X		3.6	4.4		0  65 W				329 USD
Ryzen 5	3600XT	6 (12)	3.8	4.5		95 W		2 × 3	7 juli 2020	249 USD
	3600X			4.4					7 juli 2019
	3600		3.6	4.2		65 W				199 USD
	3500X	6 (6)		4.1					8 oktober 2019	Kina 1 099 ¥
	3500				16 MB				15 november 2019	OEM (västra) Japan 16 000 ¥
Ryzen 3	3300X	4 (8)	3.8	4.3				1 × 4	21 april 2020	119 USD
	3100		3.6	3.9				2 × 2		99 USD

Vanliga egenskaper hos Ryzen 3000 HEDT/arbetsstations-processorer:

• Sockel: sTRX4 ( Threadripper ), sWRX8 ( Threadripper PRO ).
• Threadripper- processorer stöder DDR4-3200 i fyrkanalsläge medan Threadripper PRO- processorer stöder DDR4-3200 i oktakanalsläge .
• L1- cache : 64 KB (32 KB data + 32 KB instruktion) per kärna.
• L2-cache: 512 KB per kärna.
• Threadripper- processorer stöder 64 PCIe 4.0- banor medan Threadripper PRO -processorer stöder 128 PCIe 4.0-banor. 8 av banorna är reserverade som länk till chipset.
• Ingen integrerad grafik.
• Tillverkningsprocess: TSMC 7FF .

Varumärke och modell		Kärnor ( trådar )	Klockfrekvens ( GHz )		L3-cache (totalt)	TDP	Chiplets	Kärnkonfiguration _	Releasedatum _	MSRP
			Bas	Lyft
Ryzen Threadripper PRO	3995WX	64 (128)	2.7	4.2	256 MB	280 W	8 × CCD 1 × I/OD	16 × 4	14 juli 2020
	3975WX	32 (64)	3.5		128 MB		4 × CCD 1 × I/OD	8 × 4
	3955WX	16 (32)	3.9	4.3	64 MB		2 × CCD 1 × I/OD	4 × 4
	3945WX	12 (24)	4.0					4 × 3
Ryzen Threadripper	3990X	64 (128)	2.9		256 MB		8 × CCD 1 × I/OD	16 × 4	7 februari 2020	3990 USD
	3970X	32 (64)	3.7	4.5	128 MB		4 × CCD 1 × I/OD	8 × 4	25 november 2019	1999 USD
	3960X	24 (48)	3.8					8 × 3		1399 USD

4000-serien (Renoir)

Baserat på Ryzen 4000G-seriens APU: er men med den integrerade grafiken inaktiverad. Vanliga funktioner hos Ryzen 4000 stationära processorer:

• Sockel: AM4 .
• Alla processorer stöder DDR4 -3200 i dubbelkanalsläge .
• L1- cache : 64 KB (32 KB data + 32 KB instruktion) per kärna.
• L2-cache: 512 KB per kärna.
• Alla processorer stöder 24 PCIe 3.0- banor. 4 av banorna är reserverade som länk till chipset.
• Ingen integrerad grafik.
• Tillverkningsprocess: TSMC 7FF .

Varumärke och modell		Kärnor ( trådar )	Klockfrekvens ( GHz )		L3-cache (totalt)	TDP	Kärnkonfiguration _	Releasedatum _	MSRP
			Bas	Lyft
Ryzen 5	4500	6 (12)	3.6	4.1	8 MB	65 W	2 × 3	4 april 2022	129 USD
Ryzen 3	4100	4 (8)	3.8	4.0	4 MB		1 × 4		99 USD

Desktop APU:er

Vanliga egenskaper hos Ryzen 4000 stationära APU:er:

• Sockel: AM4 .
• Alla processorer stöder DDR4 -3200 i dubbelkanalsläge .
• L1- cache : 64 KB (32 KB data + 32 KB instruktion) per kärna.
• L2-cache: 512 KB per kärna.
• Alla processorer stöder 24 PCIe 3.0- banor. 4 av banorna är reserverade som länk till chipset.
• Inkluderar integrerad GCN 5:e generationens GPU.
• Tillverkningsprocess: TSMC 7FF .

Varumärke och modell		CPU					GPU				TDP	Releasedatum _	MSRP
		Kärnor ( trådar )	Klockfrekvens ( GHz )		L3-cache (totalt)	Core Config	Modell	Klocka (GHz)	Konfig	Processorkraft ( GFLOPS ) _
			Bas	Lyft
Ryzen 7	4700G	8 (16)	3.6	4.4	8 MB	2 × 4	Radeon grafik	2.1	512:32:16 8 CU	2150,4	65 W	21 juli 2020	OEM
	4700GE		3.1	4.3				2.0		2048	35 W
Ryzen 5	4600G	6 (12)	3.7	4.2		2 × 3		1.9	448:28:14 7 CU	1702.4	65 W	21 juli 2020 (OEM) / 4 april 2022 (detaljhandel)	OEM / US $154
	4600GE		3.3								35 W	21 juli 2020	OEM
Ryzen 3	4300G	4 (8)	3.8	4.0	4 MB	1 × 4		1.7	384:24:12 6 CU	1305,6	65 W
	4300GE		3.5								35 W

Mobila APU:er

Renoir (4000-serien)

Vanliga egenskaper hos Ryzen 4000 bärbara APU:er:

• Sockel: FP6.
• Alla processorer stöder DDR4 -3200 eller LPDDR4 -4266 i tvåkanalsläge .
• L1- cache : 64 KB (32 KB data + 32 KB instruktion) per kärna.
• L2-cache: 512 KB per kärna.
• Alla processorer stöder 16 PCIe 3.0- banor.
• Inkluderar integrerad GCN 5:e generationens GPU.
• Tillverkningsprocess: TSMC 7FF .

Varumärke och modell		CPU					GPU				TDP	Releasedatum _
		Kärnor ( trådar )	Klockfrekvens ( GHz )		L3-cache (totalt)	Kärnkonfiguration _	Modell	Klocka (GHz)	Konfig	Processorkraft ( GFLOPS ) _
			Bas	Lyft
Ryzen 9	4900H	8 (16)	3.3	4.4	8 MB	2 × 4	Radeon grafik	1,75	512:32:8 8 CU	1792	35–54 W	16 mars 2020
	4900HS		3.0	4.3							35 W
Ryzen 7	4800H		2.9	4.2				1.6	448:28:8 7 CU	1433,6	35–54 W
	4800HS										35 W
	4980U		2.0	4.4				1,95	512:32:8 8 CU	1996.8	10–25 W	13 april 2021
	4800U		1.8	4.2				1,75		1792		16 mars 2020
	4700U	8 (8)	2.0	4.1				1.6	448:28:8 7 CU	1433,6
Ryzen 5	4600H	6 (12)	3.0	4.0		2 × 3		1.5	384:24:8 6 CU	1152	35–54 W
	4600HS										35 W
	4680U		2.1						448:28:8 7 CU	1344	10–25 W	13 april 2021
	4600U								384:24:8 6 CU	1152		16 mars 2020
	4500U	6 (6)	2.3
Ryzen 3	4300U	4 (4)	2.7	3.7	4 MB	1 × 4		1.4	320:20:8 5 CU	896

Lucienne (5000-serien)

Vanliga egenskaper:

• Sockel: FP6.
• Alla processorer stöder DDR4 -3200 eller LPDDR4 -4266 i tvåkanalsläge .
• L1- cache : 64 KB (32 KB data + 32 KB instruktion) per kärna.
• L2-cache: 512 KB per kärna.
• Alla processorer stöder 16 PCIe 3.0- banor.
• Inkluderar integrerad GCN 5:e generationens GPU.
• Tillverkningsprocess: TSMC 7FF .

Varumärke och modell		CPU					GPU				TDP	Releasedatum _
		Kärnor ( trådar )	Klockfrekvens ( GHz )		L3-cache (totalt)	Kärnkonfiguration _	Modell	Klocka (GHz)	Konfig	Processorkraft ( GFLOPS ) _
			Bas	Lyft
Ryzen 7	5700U	8 (16)	1.8	4.3	8 MB   4 MB per CCX	2 × 4	Radeon grafik	1.9	512:32:8 8 CU	1945.6	10–25 W	12 januari 2021
Ryzen 5	5500U	6 (12)	2.1	4.0		2 × 3		1.8	448:28:8 7 CU	1612.8
Ryzen 3	5300U	4 (8)	2.6	3.8	4 MB	1 × 4		1.5	384:24:8 6 CU	1152

Ultramobila APU:er

År 2022 tillkännagav AMD Mendocinos ultramobila APU:er.

Vanliga egenskaper:

• Sockel: FT6
• Alla processorer stöder LPDDR5 -5500 i tvåkanalsläge .
• L1- cache : 64 KB (32 KB data + 32 KB instruktion) per kärna.
• L2-cache: 512 KB per kärna.
• Alla processorer stöder 4 PCIe 3.0- banor.
• Inkluderar integrerad RDNA2 GPU.
• Tillverkningsprocess: TSMC 6 nm FinFET.

Varumärke och modell		CPU					GPU		TDP	Releasedatum _
		Kärnor ( trådar )	Klockfrekvens ( GHz )		L3-cache (totalt)	Kärnkonfiguration _	Modell	Klocka (GHz)
			Bas	Lyft
Ryzen 5	7520U	4 (8)	2.8	4.3	4 MB	1 × 4	Radeon 610M 2 CU	1.9	15 W	20 september 2022
Ryzen 3	7320U		2.4	4.1

Inbyggda APU:er

Modell	Releasedatum _	Fab	CPU						GPU				Uttag	PCIe- stöd	Minnesstöd _	TDP
			Kärnor (trådar)	Klockfrekvens ( GHz )		Cache			Arkitektur _	Konfig	Klocka (GHz)	Processorkraft ( GFLOPS ) _
				Bas	Lyft	L1	L2	L3
V2516	10 november 2020	TSMC 7FF	6 (12)	2.1	3,95	32 KB inst. 32 KB data per kärna	512 KB per kärna	8 MB	GCN 5	384:24:8 6 CU	1.5	1152	FP6	20 (8+4+4+4) PCIe 3.0	DDR4-3200 tvåkanalig LPDDR4X-4266 fyrkanalig	10-25 W
V2546				3.0	3,95											35-54 W
V2718			8 (16)	1.7	4.15					448:28:8 7 CU	1.6	1433,6				10-25 W
V2748				2.9	4,25											35-54 W

Server CPU:er

Vanliga egenskaper hos dessa CPU:er:

• Kodnamnet "Rom"
• Zen 2 mikroarkitektur
• 7 nm TSMC-process
• SP3 uttag
• Antal PCIe-banor: 128
• Minnesstöd: åtta-kanals DDR4-3200

Modell	Releasedatum _	Pris (USD)	Fab	Chiplets	Kärnor ( trådar )	Kärnkonfiguration _	Klockfrekvens (GHz)		Cache			Sockel & konfiguration	TDP
							Bas	Lyft	L1	L2	L3
EPYC 7232P	7 augusti 2019	450 USD	TSMC 7FF	2 × CCD 1 × I/OD	8 (16)	4 × 2	3.1	3.2	32 KB inst. 32 KB data per kärna	512 KB per kärna	32 MB   8 MB per CCX	SP3 1P	120 W
EPYC 7302P		825 USD		4 × CCD 1 × I/OD	16 (32)	8 × 2	3	3.3			128 MB   16 MB per CCX		155 W
EPYC 7402P		$1250			24 (48)	8 × 3	2.8	3,35					180 W
EPYC 7502P		$2300			32 (64)	8 × 4	2.5	3,35
EPYC 7702P		$4425		8 × CCD 1 × I/OD	64 (128)	16 × 4	2	3,35			256 MB   16 MB per CCX		200 W
EPYC 7252		475 USD		2 × CCD 1 × I/OD	8 (16)	4 × 2	3.1	3.2			64 MB   16 MB per CCX	SP3 2P	120 W
EPYC 7262		575 USD		4 × CCD 1 × I/OD		8 × 1	3.2	3.4			128 MB   16 MB per CCX		155 W
EPYC 7272		625 USD		2 × CCD 1 × I/OD	12 (24)	4 × 3	2.9	3.2			64 MB   16 MB per CCX		120 W
EPYC 7282		650 USD			16 (32)	4 × 4	2.8	3.2
EPYC 7302		978 USD		4 × CCD 1 × I/OD		8 × 2	3	3.3			128 MB   16 MB per CCX		155 W
EPYC 7352		$1350			24 (48)	8 × 3	2.3	3.2
EPYC 7402		$1783				8 × 3	2.8	3,35					180 W
EPYC 7452		$2025			32 (64)	8 × 4	2,35	3,35					155 W
EPYC 7502		$2600				8 × 4	2.5	3,35					180 W
EPYC 7532		$3350		8 × CCD 1 × I/OD		16 × 2	2.4	3.3			256 MB   16 MB per CCX		200 W
EPYC 7542		$3400		4 × CCD 1 × I/OD		8 × 4	2.9	3.4			128 MB   16 MB per CCX		225 W
EPYC 7552		$4025		6 × CCD 1 × I/OD	48 (96)	12 × 4	2.2	3.3			192 MB   16 MB per CCX		200 W
EPYC 7642		$4775		8 × CCD 1 × I/OD		16 × 3	2.3	3.3			256 MB   16 MB per CCX		225 W
EPYC 7662		$6150			64 (128)	16 × 4	2	3.3					225 W
EPYC 7702		$6450					2	3,35					200 W
EPYC 7742		$6950					2,25	3.4					225 W
EPYC 7H12	18 september 2019						2.6	3.3					280 W
EPYC 7F32	14 april 2020	$2100		4 × CCD 1 × I/OD	8 (16)	8 × 1	3.7	3.9			128 MB   16 MB per CCX		180 W
EPYC 7F52		$3100		8 × CCD 1 × I/OD	16 (32)	16 × 1	3.5	3.9			256 MB   16 MB per CCX		240 W
EPYC 7F72		$2450		6 × CCD 1 × I/OD	24 (48)	12 × 2	3.2	3.7			192 MB   16 MB per CCX		240 W

Videospelskonsoler och andra inbäddade

• Xbox Series X och Series S
• PlayStation 5
• Steam däck
• AMD 4700S

Galleri

• 

  AMD Ryzen 7 3700X

• 

  Zen 2 I/O Die

• 

  Infraröd dyna skott av I/O Die

• 

  EPYC I/O-matris

• 

  Zen 2 Core Complex Die (CCD)

• 

  AMD EPYC 7702 serverprocessor.

• 

  En delided AMD 7702 med 8 CCD:er och 1 I/O-matris, med rester av det termiska gränssnittsmaterialet för lödning (TIM) på chipletarna.

Se även

• Jim Keller (ingenjör)
• Flerkärnig processor