Algunos detalles técnicos de la arquitectura de núcleos AMD “ZEN”

AMD_Zen_Architecture

Se han filtrado algunas presentaciones donde se detallan algunos aspectos de la próxima micro arquitectura AMD Zen, con la cual AMD al parece pretende retomar el camino de CPUs de alto rendimiento mediante una nueva arquitectura que muestra ya algunos aspectos técnicos de su diseño, sobre todo en la unidad de punto flotante y la unidad de enteros.

Antes de continuar comentaremos lo que sabemos o suponemos de la próxima arquitectura Zen de AMD, arquitectura con la cual veremos un cambio importante en la forma en la que la compañía ha diseñado sus núcleos de CPU. Esta nueva arquitectura será un cambio respecto a lo que habíamos visto hasta ahora con las arquitecturas “modulares” que AMD introdujo con “Bulldozer” y que rememora un poco el diseño de las anteriores arquitecturas no modulares de AMD.

Según los pocos datos que nos proporcionan las presentaciones filtradas y que al parecer estaban bajo embargo de información o NDA, AMD realizará un evento (Financial Analyst Day) el próximo 6 de Mayo para dar detalles oficiales de la arquitectura Zen. Pero las presentaciones filtradas no dan un bosquejo general de lo que ofrecerá Zen, sobre todo en el diseño de sus unidades de punto flotante (Floating Point) y la unidad de enteros (Integer Unit), ambas encargadas de los cálculos matemáticos y aritméticos de la CPU en una arquitectura de cómputo.

AMD_Zen_Architecture_2

Para comenzar Zen ofrecerá un diseño monolítico de la unidad “decode”, parte importante de la arquitectura de la CPU y no estará dividida en dos unidades como en Excavator, sobre todo la unidad “decode”. Por ejemplo, en Bulldozer dos núcleos dentro de un módulo tenían una unidad decode dedicada para cada unidad de enteros, compartida también con la unidad de punto flotante (FP Scheduler).

Con Zen y tal como pueden apreciar en el diagrama adjunto, habrá solo una unidad decode y debido al diseño monolítico, también habrá una unidad de enteros pero mucho más robusta con 6 etapas (pipeline) y cache L1 dedicado por cada núcleo, a diferencia de las 4 etapas (pipelines) que Excavator tiene por núcleo.

Otra unidad que será mejorada es la de Punto Flotante (FP Scheduler), la cual ahora cuenta con dos unidades de 256-bit FMAC (Fused-Multiply ACcumulate), comparado con las dos unidades de 128-bit que encontramos en Excavator, con esto podemos esperar un mayor poder de cómputo de la unidad de punto flotante.

A continuación un diagrama general de cómo será el diseño de cuatro núcleos de una CPU basada en la arquitectura Zen. Cabe destacar que Zen, también tomará el diseño SMT (Simultaneous multithreading), muy en la forma en que los procesadores Intel implementan su tecnología HyperThreading, es decir, tomando el ejemplo de una CPU de 8 núcleos Zen, tendremos 8 theread adicionales, es decir, 16 hilos de ejecución en total.

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En el diagrama AMD indica que cuatro núcleos forman una unidad que comparte un gran bloque de memoria cache L3 de 8MB, posee 512 KB de cache L2 por núcleo, diseño totalmente inclusivo de cache para un alto rendimiento y una baja latencia. Esta arquitectura también es escalar, es decir, cada unidad (formada por 4 núcleos) puede ser combinada por más unidades para ofrecer un mayor rendimiento o diseños multi-núcleos (8, 12, 16, 32 etc), para esto utilizará interconexiones de alta velocidad, este diseño flexible también permitirá tanto diseños de alto rendimiento como también diseños de bajo consumo.

Aun queda mucha más información por conocer, pero de aquí hasta el 6 de Mayo seguramente iremos conociendo más aspectos relativos a la arquitectura Zen de AMD.

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  • Gaby

    Era obvio. Lo que hace mucho tiempo se dijo del K7 comparado con el Penium 4, vuelve. Sin embargo y aunque se trate de 6 tuberías, dichas tuberías, van a ser de menos etapas por debajao de 14 (12 tenía el K7, pero le costaba mucho pasar de los 2Ghertz en 130n, por supuesto). Bulldozer y toda su familia, disponía de 4 tuberías pero de 20 etapas, que funcionaría mejor con procesos de fabricación, más eficientes 14n por ejemplo en lugar de 32 y 28n y ante un error de predicción había que limpiar una tubería de 20 etapas, lo que resultaba en un punto flojo de la arquitectura. Estos nuevos procesadores, son más “anchos” y por lo tanto tendrán un IPC más alto en un único hilo y esperemos conserve el buen desempeño en multihilo. Bulldozer tiene un lejano (muy lejano) parecido a NetBurst, Zen se parece al core2duo y también muy lejanamente. El IPC teórico máximo se podría especificar ya, como mínimo 4, pero podría ser 6 o más. Perfecto para multithreding y un rendimiento mono-hilo, enorme.Veremos …

  • Amet

    WTF? Intel es que copia en la mayoria de casos, incluso a Bulldozer para mejorar desde Sandy a Ivy, desde Ivy a Haswell, acaso no te fijas de los cambios?, incluso AMD introdujo primero FMA, y AVX1.1

    ahora si, cabe destacar que son prometedores, dos FMAC de 256-bit son para soportar AVX2 (512-bit) lastima la pobre implementacion por softwares, quien usa FMA o AVX para procesar? -_- apenas SSE4.1 y sus antecesoras lol

    Saludos

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  • Adrian Pla

    Intel también copio y mucho de Amd. Te suena controlador de memoria dentro del die del procesador? Instrucciones de 64 bit fáciles para el programador y sin perder rendimiento en software de 32 bit. Buses de datos punto a punto (Hypertransport). Verdadero diseño monolítico de doble núcleo. No digas que solo Intel innova porque no te lo crees ni tu

    • Amet

      Incluso SSE es un plagio de 3dnow xD

      y lo peor aun… de ahi para alla, todo se basa en SSE…

      SSE2, SSE3, SSE3S, SSE4.1, SSE4.2, AVX, AVX2, osea… todos las mejoras de rendimiento, son originalmente idea de AMD XD

      Saludos

  • verga

    chupame el orto intelófilo gil!!

  • sergio

    ojala que se note el multithreading

  • Interesante el nuevo diseño
    habrá que ver como rinde o rendirá

    • Amet

      Inspirado en los Phenom II al igual que Bobcat, Jaguar, Puma+, etc… pero, esto de 6 Int Pipelines por nucleo, eso es lo que esperaba hace años, la arquitectura K8-K10.5+ usa 3, (aunque bobcat y sus otras variantes de bajo consumo estan recortadas), lo interesante es que acerte con que todo vendria en el mismo zocalo, FM3, a dormir AM3+ aunque no queda muy obsoleto a nivel gamer por lo del Direct X12, hasta 2016 sera un buen procesador, ya si ZEN demuestra ser competente, cambiare placa, proce y RAM(DDR4), por ahora estoy conforme con mi FX6300 y la MSI R7 26OX 2GD5/OC, aunque se que con un procesador superior podria sacarle mas FPS en Direct X11.2(y anteriores), estoy esperando por DX12 a ver que tal, porque el Mantle me sorprendio con este Hardware

      Saludos