Quá trình sản xuất

Bộ xử lý dựa trên Zen sử dụng quy trình 14 nm FinFET.[38] Các bộ xử lý này đang được sản xuất tại GlobalFoundries,[39] mặc dù các báo cáo nêu rõ một số bộ xử lý Zen cũng có thể được sản xuất tại TSMC.[40] Trước Zen, quy mô nhỏ nhất của AMD là 28 nm, được sử dụng bởi các vi cấu trúc Steamler và Excavator.[41][42] Sự cạnh tranh ngay lập tức, vi kiến trúc Skylake và Kaby Lake của Intel, cũng được chế tạo ở quy trình 14 nm FinFET;[43] mặc dù Intel đã lên kế hoạch bắt đầu phát hành các bộ phận 10 nm vào cuối năm 2017.[44] So với quy trình 14 nm FinFET của Intel, AMD tuyên bố vào tháng 2 năm 2017, lõi Zen sẽ nhỏ hơn 10%.[45] Intel sau đó đã tuyên bố vào tháng 7 năm 2018 rằng bộ xử lý chính 10 nm không nên được mong đợi trước nửa cuối năm 2019.[46]

Đối với các thiết kế giống hệt nhau, các bộ thu nhỏ này sẽ sử dụng ít dòng điện (và công suất) hơn ở cùng tần số (hoặc điện áp). Vì CPU thường bị giới hạn điện năng (thường lên tới ~125W, hoặc ~45W cho thiết bị di động), các bóng bán dẫn nhỏ hơn cho phép công suất thấp hơn ở cùng tần số hoặc tần số cao hơn ở cùng công suất.[47]

Hiệu suất

Một trong những mục tiêu chính của Zen là tập trung vào hiệu suất trên mỗi lõi và nó đang nhắm mục tiêu cải thiện 40% chỉ thị trên mỗi chu kỳ (IPC) so với các bản tiền nhiệm.[48] Excavator, so sánh, đã cung cấp 4 cải tiến 15% so với các kiến trúc trước đây.[49][50] AMD công bố kiến trúc vi mô Zen cuối cùng thực sự đạt được cải thiện 52% về IPC so với  Excavator.[51] Việc bao gồm SMT cũng cho phép mỗi lõi xử lý tối đa hai luồng, tăng thông lượng xử lý bằng cách sử dụng tốt hơn các tài nguyên có sẵn.

Bộ xử lý Zen cũng sử dụng các cảm biến trên chip để tự động thay đổi tần số và điện áp.[52] Điều này cho phép tần số tối đa được tự động và tự động xác định bởi bộ xử lý dựa trên khả năng làm mát có sẵn.

AMD đã trình diễn bộ xử lý Zen 8 lõi/16 luồng vượt trội so với bộ xử lý Intel Broadwell-E có xung nhịp tương đương trong kết xuất Blender và điểm chuẩn HandBrake.[52]

Zen hỗ trợ AVX2 nhưng nó yêu cầu hai chu kỳ xung nhịp để hoàn thành mỗi lệnh AVX2 so với chỉ lệnh của Intel.[53][54]

Bộ nhớ

Zen hỗ trợ bộ nhớ DDR4 (tối đa tám kênh)[55] và ECC.[56]

Báo cáo trước khi phát hành cho biết APU sử dụng kiến trúc Zen cũng sẽ hỗ trợ Bộ nhớ băng thông cao (HBM).[57] Tuy nhiên, APU được chứng minh đầu tiên không sử dụng HBM.[58] Các APU trước đây của AMD dựa vào bộ nhớ dùng chung cho cả GPU và CPU.

Tiêu thụ điện năng và sản lượng nhiệt

Bộ xử lý được xây dựng ở quy trình 14 nm FinFET sẽ hiển thị mức tiêu thụ điện năng giảm và do đó tỏ ít nhiệt hơn so với quy trình 28 nm và 32 nm tiền thân không phải là FinFET (đối với các thiết kế tương đương), hoặc mạnh hơn về mặt tính toán ở mức tiêu thụ nhiệt/năng lượng tương đương.

Zen cũng dự kiến sẽ sử dụng đồng hồ gating[28], giảm tần suất sử dụng không đúng mức của lõi để tiết kiệm điện. Điều này sẽ thông qua công nghệ SenseMI của AMD, sử dụng các cảm biến trên chip để tự động điều chỉnh tần số và điện áp.[52]

Hỗ trợ bảo mật và ảo hóa nâng cao

Zen đã thêm hỗ trợ cho Mã hóa bộ nhớ an toàn (SME) của AMD và ảo hóa mã hóa bảo mật (SEV) của AMD. Mã hóa bộ nhớ an toàn là mã hóa bộ nhớ thời gian thực được thực hiện cho mỗi mục nhập bảng trang. Mã hóa xảy ra trên công cụ AES phần cứng và các khóa được quản lý bởi Bộ xử lý "Bảo mật" trên bo mạch (ARM Cortex-A5) khi khởi động để mã hóa từng trang, cho phép mọi bộ nhớ DDR4 (bao gồm cả các loại không bay hơi) được mã hóa. AMD SME cũng làm cho nội dung của bộ nhớ có khả năng chống lại việc rình mò bộ nhớ và các cuộc tấn công khởi động lạnh.[59][60]

[61]