Архитектура AMD Zen: восемь ядер, два 256-битных FPU

О новой процессорной архитектуре AMD, известной под кодовым именем «Zen», ходит множество различной достоверности слухов и предположений, но официальной или хотя бы полуофициальной информации существует крайне мало. Сегодня удалось пролить некоторый свет на будущие процессоры AMD: некто, предположительно являющийся сотрудником компании, опубликовал во всемирной сети слайды с презентации AMD, на которых изображены блок-схемы, описывающие устройство Zen. В настоящее время блок вычислений с плавающей запятой, используемый в современных процессорах AMD, имеет два 128-битных блока типа FMAC (fused multiply — add capability, блок умножения — сложения), которые могут быть объединены в один 256-битный конвейер, способный выполнять одну 256-битную инструкцию AVX за такт.

Это работает, но эффективность такого подхода невысока, и на инструкциях типа AVX процессоры с архитектурой Excavator существенно уступают процессорам Intel, поддерживающим этот набор инструкций. В Zen же мы видим наличие сразу двух 256-битных блоков FMAC, что должно крайне положительно отразиться на производительности новой архитектуры при активном использовании вычислений с плавающей запятой или работе с кодом, активно использующем инструкции AVX. В теории, аналогично описанному выше алгоритму, два таких блока смогут выполнять и 512-битные инструкции AVX, но будет ли такая возможность реализована в Zen, пока не известно. Существует предположение, что она реализована не будет из-за отсутствия в составе ядра поддержки 512-битных целочисленных операций, что требуется для полноценной поддержки AVX-512.

А в целочисленной части тоже есть изменения, и немалые — ширина конвейера на 50 % увеличена по сравнению Excavator (в каждом из ядер), что должно поднять производительность в однопоточных задачах или задачах, нагружающих каждое из присутствующих на кристалле ядер одним потоком. В итоге мы видим, что ядро AMD Zen обладает серьёзно подкачанными мышцами — как по части вычислений с плавающей запятой, так и целочисленных. А если добавить к этому современный 14-нанометровый техпроцесс Samsung/Globalfoundries, на выходе может получиться весьма неплохой процессор: с компактным кристаллом, низким уровнем тепловыделения и приличными тактовыми частотами. Говорить о том, повторит ли компания прорыв, какой в своё время смогла сделать с Athlon и Athlon 64, рано — готовые продукты на базе микроархитектуры Zen появятся не ранее следующего года. Но справедливости ради стоит отметить, что выглядит она достаточно многообещающе. Сама компания-разработчик пока никак не комментирует эту новость. Новые подробности об AMD Zen мы, похоже, сможем узнать 6 мая.