AMD重磅发布新一代Zen 5架构系列处理器,性能大幅提升


6月初的台北电脑展上,AMD正式发布了基于新一代Zen 5架构的锐龙AI 300系列笔记本处理器及锐龙9000系列桌面处理器,预计将在7月份上市。当时,AMD非常罕见地详细公布了型号命名和规格参数,但对新的CPU/GPU/NPU架构的技术细节却只字未提,只做了一些概述,留下了不少悬念。上周,AMD在美国举行了一场名为Zen 5 Tech Day的技术活动,揭开了新架构的神秘面纱,并且公布了更多的性能数据和关键技术特性,尤其在处理器与内存超频方面让人耳目一新。据悉,锐龙AI 300笔记本处理器将在7月28日上市,而锐龙9000系列桌面处理器则将在7月31日登场。

Zen架构自2017年诞生以来,便以其对比推土机架构52%的IPC提升而闻名。经过7年的不断打磨,Zen架构演化到了第五代,迎来了大幅度的创新和升级。全新的Zen 5架构在每时钟周期指令数、指令分派与执行带宽、缓存数据带宽等方面做出了极大的改进,并引入了AI加速技术。这些改进让Zen 5不仅能够处理更复杂、更高效的计算任务,同时也提升了整体处理能力。

负责Zen 5架构研发的核心人物之一、被誉为“Zen之父”的Mike Clark在AMD已经工作了31年,他深情地表示,CPU架构设计是一项极为复杂且漫长的工程,正是全球多个团队多年来的共同努力才构成了这一巨大进步。Zen 5的整体设计思路是通过适当扩大规模来实现性能提升,比如前端部分采用了双预取、双解码流水线,提高了各种负载的处理效率。分支预测方面也做了极大改进,从而提高了吞吐量和预测精度。

整数执行单元方面,Zen 5加宽了指令的分派与执行通道,增加了分派与引退宽度,并扩展了执行窗口,集成了更多的ALU调度器。浮点与矢量执行单元方面,新增了对完整512位AVX-512指令集的支持。这不仅增强了指令执行效率,还在数据带宽方面做了极大的扩展,一级数据缓存容量从32KB提升到48KB,通往一级缓存及浮点单元的最大带宽也提升了一倍。

Zen 5架构的创新之处还体现在提高了数学加速单元的性能,单核心执行数学学习和AES-XTS指令的速度分别提升了最多32%和35%。这些改进使得Zen 5架构的IPC提升平均达到16%,部分场景甚至高达35%。历代Zen架构从Zen+到Zen 4的IPC提升幅度分别为3%、15%、19%和13%,累计下来,Zen 5相较于初代Zen的IPC提升幅度已经达到了约85%。

在具体产品方面,锐龙9000系列桌面处理器将采用纯Zen 5设计,含有8核心CCD模块及IOD组件的组合,芯片工艺从5nm升级为4nm。移动端的锐龙AI 300系列则包含了Zen 5和Zen 5c两种架构,采用4nm制程工艺。在数据中心端,第五代Turin EPYC预计将在今年下半年发布,采用4nm和3nm先进工艺,并具备192核心384线程,进一步提升运算能力和AI加速性能。

接下来,AMD还将继续研发Zen 6、Zen 6c以及未来的Zen 7架构,为处理器性能的再度飞跃奠定基础。

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