AMD 5nm Zen 4 „Raphael“ Ryzen 7000 CPUs
Zen 3-Prozessor – – – Zen 2-Prozessor
Intels Alder Lake-Chips – – – Intels Raptor Lake-Chips
Ryzen 7000 Prozessoren – – – AMD Ryzen 6000
DDR5-6000 – – – AM4 – – – AM5 – – – Ryzen 5000 Serie
Die größte Neuigkeit bei den 5nm Zen 4 Chips ist die Verbesserung der Single-Thread-Leistung um 15 % oder mehr im Vergleich zu den Ryzen 5000 Prozessoren der vorherigen Zen 3-Generation. AMD sagt uns, dass dies eine Mischung aus Verbesserungen bei den Befehlen pro Zyklus (IPC) und der Frequenz ist, wird aber den genauen Prozentsatz, den jeder Faktor beiträgt, erst später bekannt geben. AMD sagt, dass die Chips eine Spitzenfrequenz von deutlich über“ 5 GHz erreichen werden und zeigte sogar ein 16-Kern-Modell, das 5,5 GHz erreicht. Allerdings gilt der übliche Vorbehalt, dass diese Frequenz nur für einen einzelnen Kern während einer leichten, stoßweisen Arbeitslast gilt, genau wie wir es bei den Zen 2- und Zen 3-Prozessoren gesehen haben.
Das bedeutet, dass die Zahl von 15 %+ nicht nur auf IPC-Verbesserungen basiert, sondern dass die verbesserte Single-Thread-Leistung die Leistung insgesamt steigert, da sie verstärkt wird, wenn sich die Arbeitslast auf die Kerne verteilt. Zu diesem Zweck hat AMD auch die maximale Leistungsabgabe des AM5-Sockels (PPT), der die Ryzen 7000-Chips beherbergen wird, auf 170 W erhöht, was eine Steigerung von 28 W gegenüber den 142 W des AM4-Sockels der vorherigen Generation bedeutet. Wenn AMD bei seinem Standard PPT x 1,35x = TDP bleibt, bedeutet das, dass die Chips im AM5-Sockel einen TDP von 125W erreichen werden. Wir werden uns weiter unten mit Leistungsvergleichen beschäftigen, aber es sieht so aus, als ob wir ein engeres Rennen als erwartet zwischen Ryzen 7000 und Intels Alder und Raptor Lake Chips sehen werden.
Die Ryzen 7000 Prozessoren kommen mit erweiterten Anweisungen für die KI-Beschleunigung, aber AMD gibt noch keine Details bekannt. Aus dem Gigabyte-Hack wissen wir jedoch, dass Zen 4 AVX-512-Befehle unterstützt, so dass es sich wahrscheinlich um die unbenannten Befehle handelt. Wenn dem so ist, sind Intels Chips seltsamerweise im Nachteil, da sie die AVX-512-Funktionalität aufgrund der Hybrid-Architektur deaktiviert haben.
Zen 3-Prozessor Zen 2-Prozessor
Intels Alder Lake-Chips Intels Raptor Lake-Chips
Ryzen 7000 Prozessoren AMD Ryzen 6000
DDR5-6000 AM4 AM5 Ryzen 5000 Serie
AMD hat außerdem den L2-Cache pro Kern für Zen 4 auf 1 MB verdoppelt, was den Ausführungskernen einen größeren Teil des nahen Speichers für Arbeitslasten zur Verfügung stellt. Bei den Chips von Intel haben wir jedoch gesehen, dass größere L2-Caches in erster Linie Rechenzentrums-Workloads zugute kommen. Größere L2-Caches reduzieren in der Regel die L3-Cache-Zugriffe (in diesem Fall theoretisch um ~40 %), was die Belastung der Struktur verringert und somit eine bessere Skalierbarkeit und Leistung bei All-Core-Workloads ermöglicht – im Gegensatz zu großen Steigerungen bei Single-Thread-Arbeit. Es besteht also die Möglichkeit, dass sich die erhöhte L2-Kapazität von Zen 4 für die EPYC-Genua-Serverchips mehr auszahlt als für die meisten Desktop-PC-Anwendungen.
Hier sehen wir sowohl ein Blockdiagramm des Chips als auch eine Nahaufnahme eines nackten Ryzen 7000-Chips von der Keynote. Der Chip beherbergt zwei 5nm-Chipkerne mit jeweils acht Kernen. AMD sagt, dass diese auf einer optimierten Version von TSMCs hochleistungsfähiger 5nm Prozesstechnologie basieren, was sich wahrscheinlich auf N5 bezieht, und sie sind viel näher beieinander platziert als wir es bei früheren Ryzen-Core-Chips gesehen haben. Darüber hinaus zeigen die aktuellen Bilder etwas, das wie ein Shim zwischen den beiden Kernchiplets aussieht, was wahrscheinlich eine gleichmäßige Oberfläche auf den beiden Chips gewährleisten soll. Es ist auch möglich, dass diese enge Ausrichtung auf eine Art von fortschrittlicher Verpackungsverbindung zwischen den beiden Chips zurückzuführen ist (CoWoS-R?), aber das scheint unwahrscheinlich. AMD hat uns aber schon früher überrascht – die Zeit wird es zeigen.
Der komplett neue I/O-Die kommt mit dem 6nm-Prozess und beherbergt die PCIe 5.0- und DDR5-Speicher-Controller sowie eine dringend benötigte Ergänzung für AMD – die RDNA 2-Grafikengine. Der neue 6nm-I/O-Die verfügt außerdem über eine stromsparende Architektur, die auf Funktionen der AMD Ryzen 6000 Chips basiert und somit über verbesserte Stromsparfunktionen und eine erweiterte Palette an Stromsparzuständen verfügt.
Die Ryzen 7000 Chips unterstützen bis zu 24 Lanes der PCIe 5.0 Schnittstelle direkt vom Sockel aus, und obwohl das Unternehmen keine Speicherfrequenzen bekannt gegeben hat, enthalten die Testnotizen einen Benchmark mit dem 16-Core Chip, der mit DDR5-6000 CL30 läuft. Es ist unklar, ob es sich dabei um Standardfrequenzen oder XMP- bzw. Übertaktungswerte handelt (AMD neigt dazu, XMP-Profile für seine Benchmarks zu verwenden). AMD hat vor kurzem damit geworben, dass es eine außergewöhnliche Übertaktbarkeit von DDR5 erwartet, was die Speichercontroller aus der Ferne beeindruckend erscheinen lässt. Ein kürzlich eingereichtes Patent weist auch auf eine mögliche automatische Speicherübertaktungsfunktion hin.
AMD hat die Details der integrierten GPU nicht bekannt gegeben, aber wir haben diese iGPU in einem kürzlich durchgeführten Benchmark zwischen 1.000 und 2.000 MHz in Aktion gesehen. Die RDNA 2-Engine unterstützt bis zu vier Display-Ausgänge, darunter DisplayPort 2- und HDMI 2.1-Anschlüsse. Alle Ryzen 7000 Chips werden irgendeine Form von Grafik unterstützen, es scheint also vorerst keine grafiklosen Optionen, wie Intels F-Serie, zu geben. Die integrierte RDNA 2-Engine wird dazu beitragen, eine der Hauptschwächen von AMD auf dem OEM-Markt zu beheben, ganz zu schweigen davon, dass sie für Enthusiasten bei der Fehlersuche hilfreich sein wird oder wenn sie einfach nur einen einfachen Bildschirm benötigen. —————
Überraschenderweise scheint der neue E/A-Die ungefähr die gleiche Fläche zu haben wie der 12-nm-E/A-Die der vorherigen Generation. Da der 6nm-Die jedoch viel dichter ist als der 12nm-Die von GlobalFoundries, was bedeutet, dass er viel mehr Transistoren hat, kann man davon ausgehen, dass die integrierte GPU einen beträchtlichen Teil des Transistorbudgets verbraucht hat (möglicherweise zum Teil aufgrund des integrierten iGPU-Cache).
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Der große 6nm-Die wird unweigerlich die Kosten in die Höhe treiben, da 6nm weitaus teurer sein wird als der ausgereifte 12nm-I/O-Die. Falls es ein Trost ist: Die Nähe der iGPU zu den DDR5-Controllern, die sich ebenfalls auf dem Chip befinden, sollte für reichlich Bandbreite vom Hauptspeicher sorgen, obwohl wir abwarten müssen, um zu erfahren, wie viele Kerne die Grafik-Engine hat. Diese iGPU-Engine scheint nur für grundlegende Display-Fähigkeiten gedacht zu sein, man sollte also keine nennenswerte Spieleleistung erwarten.
Das Gehäuse des Ryzen 7000 sieht mit einer ganzen Reihe von Kondensatoren, die über die Platine verteilt sind, sehr voll aus. Damit entfällt die Notwendigkeit von Kondensatoren, die in den Sockel zeigen, wie die großen Kondensatoranordnungen, die wir auf den LGA-Pads von Intels Prozessoren sehen
Die Kondensatoranordnung von Ryzen macht den großartig aussehenden Heatspreader notwendig (obwohl er schwer zu reinigen sein könnte). Das bedeutet, dass diese Chips wahrscheinlich bei 16 Kernen und 32 Threads enden werden, genau wie die Ryzen 5000 Serie der vorherigen Generation. AMD hat uns gesagt, dass AM5 ein ähnlich langlebiger Sockel sein wird wie AM4, also ist es möglich, dass wir in der Zukunft höhere Kernzahlen in diesem Sockel sehen werden.
