طوفان AMD؛ بررسی و معرفی پردازنده های AMD Ryzen

مقدمه ای بر طوفان AMD Ryzen

هر چیزی که در مورد AMD AM4 ZEN شنیده اید را فراموش کنید! دوران درخشش AMD فرا رسیده و حالا تنها یک رقیب قدیمی، اما قدر به نام اینتل میتواند جلوی AMD را سد کند. AMD Ryzen نام طوفانی است که در CES 2017 دیدیم! پردازنده های قدرتمندی که با سوکت متحد AM4 و معماری ZEN معرفی شدند! AMD Ryzen در سه ماهه اول ۲۰۱۷ عرضه میشود و شامل ویژگی هایی است که تا پیش از این در هیچ پردازنده ای مشاهده نشده است. استفاده از ۸ هسته فیزیکی و ۱۶ رشته «Thread» پردازشی، از این سری پردازنده ها هیولای قدرتمندی ساخته که در رده قویترین پردازنده های جهان جای میگیرند.

همین دو سال پیش بود که اینتل در بازار بدون رقیب پردازنده های رده بالا، با پردازنده های سری اسکای لیک «Skylake-S» و اخیراً کبی لیک «Kaby Lake-S» موفق شده سهم زیادی را برای خودش کسب کند، اما مشخصات هیولای AMD Ryzen نشان میدهد که اینتل با رقیب بسیار قدرتمندی مواجه شده که میتواند به قیمت از دست دادن سهمش تمام شود! واضح است رقابت بین AMD و اینتل به نفع مصرف کننده نهایی است، اما گزارش های اینتل در سال ۲۰۱۵ میلادی نشان میدهد که بیشترین فروش پردازنده های این کمپانی مربوط به پردازنده ای Core I7 است.

اینجاست که اهمیت AMD Ryzen مشخص میشود و حداقل باید به حدی قدرتمند باشد که بتواند از Core I7 های اینتل سبقت بگیرد. به طو رخاص؛ اکثر پردازنده های رده بالای پر فروش بازار شامل پردازنده های ضریب باز اینتل میشوند و AMD به طور مشخص سهمی در این بازار ندارد. اما؛ AMD Ryzen آمده که مرزها را جا به جا کند. استفاده از ۵۱۲ کیلوبایت کَش سطح دوم برای هر ۸ هسته، ۱۶ مگابایت کَش سطح سوم برای هر هسته با آرایه ۸×۲ و ۱۶ رشته «Thread» پردازشی و فرکانس هسته ۳.۴ گیگاهرتزی میتواند این هیولا را به جان پرچمداران اینتل بیندازد تا سهم اینتل را کاهش دهند!

AMD برای تغذیه AMD Ryzen از قلب تپنده جدیدی به نام AMD X370 برای خون رسانی به شریان های حیاتی این پلتفرم بهره گرفته که میتوانیم آن را پرچمدار چیپست های نسل جدید AMD بدانیم. AMD Ryzen از معماری نوین و قدرتمندی استفاده میکند که از جزئیاتش فعلاً اطلاعاتی در دست نیست، اما گذرگاه PCI Express 3.0 x16 و حافظه های DDR4 پایهای ترین جزئیات معماری پردازنده های AMD Ryzen محسوب میشوند. این را بگذارید کنار معماری گرافیکی وِگا «Vega» تا متوجه اهمیت این سری از پردازنده ها شوید.

وِگا «Vega» اولین طوفان AMD بود که در مقاله  «بررسی معماری وِگا «Vega»؛ طوفان AMD در راه است» به طور مفصل در موردش نوشتیم. تراشه های گرافیکی قدرتمندی که با حافظه های گرافیکی GDDRX5 و HBM 2.0 روانه بازار میشوند و به عنوان یک ترکیب متحد با AMD Ryzen میتوانند عملکرد خیره کننده ای را به نمایش بگذارند. پردازنده های AMD Ryzen از پتانسیل اورکلاک بسیار بالایی استفاده میکنند و به لطف افزایش دستورات IPC میتواند از حداکثر دستورات قابل پردازش در سیکل های بالا استفاده کند.

آشنایی با ریز معماری قدرتمند AMD Zen

Zen اسم رمزی برای جدیدترین ریزپردازنده های AMD است که اولین استفاده از آن مربوط به پردازنده های AMD Ryzen است. اولین نمایش مربوط به این معماری در در E3 2016 بوده و اولین جزئیات قابل توجه مربوط به این معماری در مراسم توسعه دهندگان اینتل  «Intel Developer Forum» یا در اصطلاح مراسم IDF سال ۲۰۱۶ میلادی افشا شد. اولین پردازنده های مبتنی بر Zen با اسم رمز «Summit Ridge» معرفی شدند و انتظار میرود نسخه های مختلف این پردازنده پس از فروردین ماه ۱۳۹۶ به صورت رسمی عرضه شوند.

Zen طراحی تر و تمیز و البته متفاوتی از معماری بولدوزر «Bulldozer architecture» دارد و با لیتوگرافی ۱۴ نانومتری خودش از بهره وری بسیار بالاتر و IPC قابل توجهی به نسبت معماری های پیشین AMD برخوردار است. در این معماری گونه جدیدی از SMT معرفی شده که اجازه میدهد هر هسته در یک لحظه بیش از دو رشته مجازی «Threads» را به طور همزمان اجرا کند. SMT مخفف «Simultaneous multithreading» و به معنای پردازش چند رشته به طور همزمان است. از این تکنیک برای بهبود کلی پردازنده های سوپر اسکالر «Superscalar CPUs» با چند رشته سخت افزاری استفاده میشود. به عبارتی این مدل پردازنده میتوانند بیش از یک دستور العمل را در یک لحظه اجرا می‌کنند و در واقع از خط لوله یا همان پایپ لاین دستوری این پردازنده ها به بهترین شکل ممکن استفاده می‌شود.

سیستم کَش «Cache System» این معماری از نو طراحی شده و همانطور که در ادامه توضیح داده ایم، از یک کَش سطح اول «L1 cache» در پس زمینه استفاده میکند. این پردازنده ها به واسطه استفاده از سوکت جدید AM4 میتوانند از کیت های حافظه DDR4 SDRAM نیز پشتیبانی کنند. امکانات و ویژگی های بسیار زیادی به این پردازند ها اضافه شده و در یک کلام میتوانیم بگوییم که با یک باز طراحی کاملاً جدید در معماری های سنتی AMD طرفیم که میتواند زنگ خطر جدی ای برای انویدیا و اینتل طلقی شود.

پس از گذشت ۵ سال از بازار پردازنده های رده بالا «High-End»؛ معماری Zen قرار است به واسطه پردازنده های AMD Ryzen خوش بدرخشد و جای خالی و اعتبار گذشته خودش را پس بگیرد. سری AMD Ryzen را میتوانیم نخستین پردازنده های چند رشته ای «Multithreading» بسیار قدرتمند و رده بالای AMD بدانیم که در کلاس سرور با Naples، در کلاس دسکتاپ با Ryzen و در کلاس مجتمع نیز با هسته های Raven Ridge روانه بازار میشود. در این برسری قصدمان مرور کلی و معرفی ویژگی های پردازنده های AMD Ryzen و برسری معماری این پردازنده ها است.

صفحه بندی

صفحه اول: مقدمه ای بر طوفان AMD Ryzen

صفحه دوم: معماری پردازنده های AMD Ryzen

صفحه سوم: AMD Ryzen چه چیزی دارد!؟ بررسی کوتاه AMD Ryzen

صفحه چهارم: سوکت، خنک کننده و چیپست پردازنده های AMD Ryzen

صفحه پنجم: مشخصات و بنچمارک پردازنده های AMD Ryzen

صفحه ششم: سخن پایانی؛ AMD Ryzen یک شروع قدرتمند