CPU jádro Zen 2 detailně: nová architektura AMD přináší hlubší změny, než se čekalo

33

AMD teď na přelomu května a června definitivně odhalilo procesory Ryzen 3000 vyráběné na 7nm procesu a obsahujících nové CPU jádra Zen 2. O této architektuře něco povědělo už loni, ale tehdy neprozradilo všechny změny. Tento měsíc během E3 2019 firma odhalila Zen 2 ve větších podrobnostech a vypadá to, že tato jádra přinášejí o dost větší inovaci, než co se čekalo. V tomto článku se na architektonické změny podíváme podrobně.

Předchozí
Následující

Výkon Ryzenů mají zlepšit aktualizace ve Windows 1903

Ještě než povídání ukončíme, podíváme se na softwarovou stránku spjatou s architekturou Zen 2. Některá zlepšení nových CPU mají totiž vyvstat až ve spojení s operačním systémem. Podle AMD pro tyto procesory přinesou speciální vylepšení Windows 10 v nejnovějším jarním updatu (verze 1903).

Ryzen Clock Selection

První z těchto zlepšení se ve slajdech jmenuje „Ryzen Clock Selection“ a jeho účelem je zvýšit responzivnost systému. Spočívá v tom, že řízení frekvence bude předáno procesoru, místo aby takt ovládal OS. Zatímco na starších verzích Windows trvá asi 30 ms, než po zatížení jádra CPU systém nastaví Ryzenu vyšší turbo takty (P-stav), s touto novinkou má být P-stav přepnut už pouze za 1–2 milisekundy. Toto by mělo zlepšit reakci CPU na náhlou krátkou zátěž, jako třeba při prohlížení webu (test WebXPRT). Podle AMD by v některých specifických testech mohlo toto zvýšit výkon až o 6 % (subtest startu aplikace v PCMarku10). Je to podobná funkce jako rychlé přepínání taktu nazvané „Speed Shift“ u Intel Skylake, kde ovšem Intel uvádí o něco vyšší latence (Speed Shift první generace ve Skylake měl prodlevu snížit ze 100 ms na 40 ms, Kaby Lake pak na 12 ms).

Jak už bylo řečeno, toto zlepšení bude dostupné v operačním systému Windows 10 1903 (jaký je plán na dodání podpory do Linuxu, nevíme), takže bude nutné na něj upgradovat. Ovšem zatímco Windows 1903 už jsou dostupné, současně bude třeba také aktualizace ovladačů čipsetu, která má v tuto chvíli teprve vyjít a plánované datum příchodu ještě nebylo sděleno.

Aktualizováno: potřebná verze ovaldačů (AMD Chipset Drivers) je 1.07.07. Toto vydání vyšlo 7. července, tedy v den vypuštění Ryzenů 3000 na trh. Recenze by již měly být naměřené s touto verzí, novináři měli k dispozici sestavení s ekvivalentní podporou pro Ryzen Clock Selection předem.

Prezentace architektury Zen 2 a CPU AMD Ryzen 3000 003

Zároveň bude potřeba podporu v BIOSu (respektive UEFI), který musí mít technologii CPPC2 (Collaborative Power Performance Control 2). Bez ní rychlejší přepínání nefunguje, nicméně vypadá to, že v BIOSech s podporou Ryzenu 3000 už by asi měla být, minimálně pro nové desky platformy X570 (zde bude věc podporovaná i na starších, není nikde explicitně řečeno). A poslední a hlavní podmínka je, že musíte mít procesor Ryzen 3000. Zejména asi 7nm Matisse, není jasné, zda tato věc bude fungovat na APU Ryzenech „Picasso“, které nemají architekturu Zen 2. Pro předchozí generace procesorů asi toto rychlejší přepínání není.

Thread Grouping: správný scheduling na Zenech

Windows 10 1903 má jinak pro Ryzen 3000 přichystáno ještě jedno zlepšení, které už má fungovat i pro předchozí procesory s jádry Zen 1. Týká se to toho, že kvůli rozdělení procesorů Ryzen na čtyřjádrové bloky CCX s oddělenou L3 cache nejsou pro běžící program všechna jádra úplně uniformní z hlediska výkonu, protože komunikace s jádry z jiného CCX má určitý postih. Windows původně neobsazovaly přednostně jen jádra ve stejném CCX – důvod byl v tom, že by se tím vytvořila koncentrace tepla na jednom místě čipu, zatímco zbytek (druhý CCX, případně další čip v Threadripperu) by zahálel – frekvence by pak nemohla být tak vysoká, a proto scheduler raději obsazoval rovnoměrně všechny CCX, byť ještě na tom prvním byla volná jádra.

Microsoft ve spolupráci s AMD v nejnovější verzi Windows scheduling změní tak, aby se u Renů nejdříve obsazovala jádra ve stejném CCX. Zatímco předchozí přístup byl vhodný, pokud jednotlivá vlákna patří odlišným procesům a nekomunikují spolu, tato nová politika naopak pomůže těm programům, které používají více vláken, jež spolu komunikují (nebo sdílejí data). Mohlo by to údajně zrychlit hry, kde by scheduler nyní měl jejich vlákna přednostně přiřazovat na jeden CCX, takže se předejde penalizaci z komunikace mezi CCX (tedy alespoň do doby, než hra začne používat tolik vláken, že jedno CCX „přeroste“). V některých hrách toto údajně může slušně zlepšovat výkon (AMD uvádí +15% v Rocket League 1080p/nízkých detailech). Princip by měl platit i pro procesory složené nejen z více CCX, ale také z více čipů, takže tato změna by mohla přilepšit také majitelům Threadripperů.

Prezentace architektury Zen 2 a CPU AMD Ryzen 3000 004

Hardwarové změny proti Spectre

Ve spolupráci s operačním systémem pak má fungovat vylepšená ochrana proti některým bezpečnostním zranitelnostem, které byly v CPU veřejně odhaleny od začátku loňského roku. AMD uvádí, že se ho z hlavních problémů (můžete vidět v této tabulce) týká Spectre V1 a V2 plus Spectre V4 (Speculative Store Bypass). Ochrana proti nim by měla být podobně jako u procesorů Intel 9. generace (respektive některých z nich, ale ne všech) začleněná už do hardwaru.

Prezentace architektury Zen 2 a CPU AMD Ryzen 3000 068

Pro ochranu před těmito spekulativními útoky je ovšem stále potřeba spolupráce s operačním systémem nebo hypervizorem, stejně jako u Intelu. Ale na straně hardwaru by měly být úpravy, které by ji měly vylepšovat, což se asi míní označením, že ochrana je na úrovni „hardwaru a OS/hypervizoru“.

Článek pokračuje na další straně.

Galerie: Architektura jádra AMD Zen 2

CPU jádro Zen 2 detailně: nová architektura AMD přináší hlubší změny, než se čekalo
Ohodnoťte tento článek!
5 (100%) 7 hlasů
Předchozí
Následující

33 KOMENTÁŘE

  1. Tak tenhle článek mi nasadil do hlavy ještě víc brouků, abych letos přesedlal z 6600K na 12C Ryzen. Bohužel tituly od Turn 10 a Playground jsou neskutečně rozežrané na CPU, takže cílím upgrade na 8C+. Ještě počkám na ceny, protože tam se může ukázat, že si AMD bude chtít nechat trochu vyšší marže. A celkem se divím, že ani Alza nemá katalog nacpaný novými produkty s cenovkou „těšíme se“.

    • Ceny byly ohlášené a měly by asi sedět, jestli nevypukne nějaká nákupní panika, což počítám že nenastane, hlavně ne když se bavíme o vlastně jen retailu (IMHO), tj. 5-10% trhu s PC – a kdyby nastala, tak to bude jenom po omezený čas.
      12jádro by při dnešním kurzu dolaru mělo být za 13 600 Kč s DPH…

        • Jo, bude třeba počkat na recenze a zkušenosti majitelů, jak se to snáší s nějakýma levnějšíma deskama B450-X470 a ušetřit na tý desce, když CPU stojí majlant…

          O víkendu jsem se koukal, že snad všechny Gigabyte s čipsetem B350 (včetně věcí s dvěma DIMM slotama) dostaly BIOS s „full“ podporou Ryzenů 3000 (až po šestnáctijádra podle seznamu podpor. CPU). Samozřejmě když to člověk bude chtít přetaktovat tak to je jiná věc, ale snad to na rozumné desce do třech tisíc poběží dobře aspoň stock.

            • Já to nemyslel jako doporučení, jen jako že ta podpora na starších deskách vypadá nakonec vcelku dobře (i když je tu pořád ten problém, že musíte shánět kus s novým BIOSem nebo řešit, jak novou updatovat).

              Snad teda recenze a zkušenosti potvrdí, že to na řadě 400 bude fungovat bez nějakejch bugů nebo nestabilit (300ky asi zajímají hlavně lidi, co upgradujou). Ještě jsme nepřeskočili…

      • ~13 tísíc korun + MB (které očividně zdraží) mi způsobuje lehčí skřípění zubů. Ve výsledku dobře naceněné 9700K nebo 9900K v reakci na Zen2 by bylo čistě na gaming asi lepší volba. No asi nezbývá nic jiného než čekat, ale už bych letos chtěl přesedlat.

      • Počkejme si na pád dolaru, USA jsou předlužené a stále více produktově ignorované, mají krizi přede dveřmi. Kolik z toho se týká i Kanady, je otázka, ale rozhodně méně. I já se připojuji k pochvale za vysoce informativní článek.