Ядра Ryzen на 10 % меньше ядер Skylake и технологически эффективнее

Сравнивать процессоры Intel Skylake и Kaby Lake с AMD Ryzen лоб-в-лоб не так-то просто, ведь у первых существенную часть площади кристалла занимает интегрированная графика. Но на конференции International Solid State Circuits (ISSCC) AMD опубликовала официальные спецификации, в которых сравниваются именно процессорные ядра x86, реализованные Intel в версии Skylake и аналогичные ядра AMD — в версии Ryzen.

44 против 49 кв. мм, на 1 слой металлизации меньше, компактнее кеши

Из продемонстрированных данных следует, что ядро Ryzen занимает примерно на 10 % меньшую площадь на кристалле, нежели ядро Skylake. Аналитики и инженеры Intel при этом подтвердили, что архитектура Zen, несомненно, является конкурентоспособной. Увы, слишком много неизвестных существует, закрытых от обычного глаза и уха, и нам сложно судить, принесут ли эти 10 % весомую выгоду в себестоимости производства кристаллов Ryzen, хотя AMD сейчас не помешает любая экономия. Пока трудно сказать, за счёт чего достигнуто преимущество в площади — только ли за счёт оптимизации расположения транзисторов на кристалле или же что-то интересное кроется и в архитектуре, если сравнивать Zen и Skylake.

Один из первых снимков восьмиядерного модуля Ryzen

Не исключено, что AMD пришлось уступить в сложности блоков исполнения таких инструкций, как AVX, о чём свидетельствует ранее опубликованная таблица, в которой Zen примерно в два раза уступает Kaby Lake при работе с AVX2. Процессор умеет объединять 128-битные модули AVX, но расплата за поддержку AVX2 — скоростной пенальти в количестве тактов на инструкцию. Но если отступить от темы, Intel признает, что технологически AMD со своей новой процессорной архитектурой ей ничем не уступает. В частности, в Zen удалось добиться 15 % снижения ёмкости при переключении транзисторов, а дизайн конденсаторов переведён на основу MiM (metal-insulator-metal, металл-изолятор-металл). Технология MiM применяется AMD впервые.

Снимок кристалла Intel Skylake с пояснениями. Больше трети кристалла занимает интегрированная графика

В числе прочего технология MiM позволяет снизить напряжение питания и обеспечить более тонкий контроль за электрическими и частотными параметрами каждого ядра на общем кристалле. Это аппаратная сторона программной технологии SenseMI, о которой мы уже рассказывали читателям. Что же касается структурной организации архитектуры Zen, то новое ядро действительно имеет два 128-битных модуля FMAC (объединённый блок умножения-накопления,  fused multiply-accumulate).

И для исполнения инструкций AVX2 ему приходится объединять эти блоки. К счастью, до ситуации, когда эффективность процессора на рынке определяется его способностью быстро работать с набором инструкций AVX2, ещё очень далеко. Сам набор архитектурой поддерживается полностью, а планы AMD включают в себя как минимум четырёхлетнее развитие архитектуры Zen. Вполне возможно, что в итерации Zen+, помимо планируемого роста IPC, мы увидим и расширение модулей FMAC до 256 бит. Эти инструкции всё более активно используются программными комплексам по обработке мультимедийных данных, да и время будет подходящее, ведь в архитектуре Cannonlake Intel собирается внедрить поддержку AVX-512. Мы не думаем, что AMD захочет уступить Intel в этом вопросе, но пока это дело довольно отдалённого будущего. А на сегодня ясно, что у AMD получилось создать не просто конкурентоспособную процессорную архитектуру, но кое в чём опередить Intel и технологически, а это многого стоит, учитывая размеры и возможности Синего Гиганта.