Debajo del IHS de los procesadores de AMD encontramos una estructura caracterizada por tener «complejos». Estos complejos se denominan CCD y CCX, pero no son lo mismo así que vamos a explicar qué son y en qué se diferencian.
Este artículo es perfecto para curiosos porque vamos a desmenuzar el interior de los procesadores AMD Ryzen, una familia caracterizada por venir en 5 arquitecturas distintas: Zen, Zen+, Zen 2, Zen 3 y Zen 4. Conforme Ryzen evoluciona, también lo hace el interior de los procesadores, organizándose de distinta manera para maximizar el rendimiento.
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AMD CCX y CCD: qué son
AMD usa el término CCX relacionado con las CPUs para referirse a un complejo de CPU o un complejo de núcleos físicos que funcionan con caché L3 compartida gracias a la interconexión que posibilita Infinity Fabric. De forma resumida, Infinity Fabric es una arquitectura que facilita la interconexión para la transmisión de datos y control de los componentes de la CPU o GPU.
Por tanto, cada CPU Ryzen usa CCX, aunque la cosa cambia con la llegada de Zen 2 (Ryzen 3000): CCX es un complejo de 4 núcleos dentro de un chiplet CCD, ¿esto qué significa?
Por otro lado, tenemos los CCD, que vienen a ser el complejo donde residen los CCX. Normalmente, un CCD viene con 2 CCX que son interconectados por medio de Infinity Fabric. Todos los procesadores Ryzen vienen con, al menos, un CCD, pero el número de CCX puede variar según el procesador.
Por ejemplo, un Ryzen 7 (8 núcleos) se compone de la siguiente manera:
- CCD:
- CCX: 4 núcleos.
- CCX: 4 núcleos.
Otro ejemplo sería un Ryzen Threadripper Zen 2 (16 núcleos) se compone por 2 DIEs y se estructura de la siguiente manera (imagen de abajo):
- DIE 1:
- CCX: 4 núcleos.
- CCX: 4 núcleos.
- DIE 2:
- CCX: 4 núcleos.
- CCX: 4 núcleos.
¿Y un Ryzen 9 con 12 núcleos? Yéndonos al Ryzen 9 5900X (Zen 3), cada CCX viene con 6 núcleos, eliminando esa composición obligatoria de 4 núcleos. Más abajo hablamos de ello, pero este chip se compone así:
- CCD:
- CCX: 6 núcleos.
- CCD:
- CCX: 6 núcleos.
Encontramos ejemplos de procesadores AMD Ryzen con menos núcleos, siendo imposible tener 2 CCX de 4 núcleos porque tienen 6 núcleos o menos. Nos referimos a los Ryzen 5, los cuales vienen con 6 núcleos, ¿qué ocurre aquí?
Para poder hacer efectivos los 6 núcleos, se deshabilitan 1 núcleo de cada CCX, configurándose de la siguiente manera:
- CCD:
- CCX: 3 núcleos.
- CCD:
- CCX: 3 núcleos.
Diferencias de diseño en AMD Zen 2 y Zen 3
Con la llegada de la arquitectura Zen 3, se han producido ciertos cambios en el interior de los procesadores, sobre todo en los CCX. El problema del CCX es que tiene un coste de fabricación alto porque se tienen que incluir, como mínimo, 4 núcleos. Sin embargo, la balanza se equilibra porque no es necesario equipar un procesador con muchos CCX.
Además, la arquitectura Zen 2 tenía un problema: la caché L3 de 32 MB. Lo que ocurría era que los 32 MB se dividían en 2 (16 MB y 16 MB), limitando el acceso a toda la caché por 2 bloques de núcleos (4 y 4 núcleos). Por lo tanto, en una CPU Zen 2 de 8 núcleos teníamos esta organización:
- 32 MB caché L3:
- 16 MB -> 4 núcleos.
- 16 MB -> 4 núcleos.
¿Qué ocurre en Zen 3? Con la llegada de los procesadores AMD Ryzen 5000 vemos un avance: todos los núcleos acceden a los 32 MB L3. Y este tamaño de caché se da en Ryzen 7, por lo que Ryzen 9 experimenta un aumento de rendimiento mayor porque son chips que vienen con 64 MB de caché L3.
Esto se traduce en una latencia de núcleo a núcleo más baja, más caché para cada CCD y un ancho de banda de caché más grande. A su vez, trae mejoras de rendimiento, tanto en juegos como en aplicaciones profesionales. Damas y caballeros, esto se llama «escalar».
Curiosamente, los Ryzen 5 también tienen 8 núcleos (2 CCX de 4 núcleos), pero lo que hace AMD es desactivar un núcleo en cada CCX. De este modo, tenemos 2 CCX de 3 núcleos = 6 núcleos, ¿no es ineficiente esto? Realmente no, y es que crear un diseño específico es mucho más caro.
Volviendo a la comparación entre Zen 2 y Zen 3, el Ryzen 5 5600X se compone de 1 CCD con 6 núcleos habilitados. Así, AMD no tiene que desactivar ningún núcleo y ahorra costes de fabricación: no fabrica más núcleos de los necesarios.
Extrapolemos el ejemplo a los coches, especialmente cuando compramos un modelo con el acabado interior base. Os habréis fijado que hay botones que no funcionan o que están «tapados», ¿por qué? Porque los acabados interiores superiores vienen con más características y sí hacen uso de estos botones. Al final, fabricas el mismo coche, pero «lo capas» para las versiones más baratas.
De ahí que veamos coches con escapes falsos o con el mismo motor, pero distinto caballaje (1.0 TGDI de 100 CV y otro 1.0 TGDI con 120 CV).
Diferencias entre AMD e Intel en la fabricación de procesadores
Intel hace uso de un diseño monolítico: que cada CPU, con ciertos núcleos, tiene su diseño específico. A la hora de fabricar el procesador, los núcleos debe funcionar perfectamente, pero Intel desecha las partes que son parcialmente funcionales. Esto lo hace por costes de fabricación, abaratando el proceso en chips de doble núcleo.
Dicho esto, el coste del proceso se eleva mucho cuando quiere fabricar un procesador de 10 núcleos o más (Intel Core i9 o Xeon) porque Intel va a estar descartando piezas defectuosas. Por tanto, en el mercado doméstico, Intel fabrica chips Pentium, Celeron, Core i3, i5 o i7 a un coste bajo, pero la cosa cambia cuando se trata de i9 o Xeon.
De hecho, en Rocket Lake-S, Intel ha decidido que el i9-11900K venga con 8 núcleos y 16 hilos para ofrecer un precio más competitivo. Esperamos que os haya sido de ayuda esta información. Si tenéis alguna duda, comentad abajo y os echaremos un cable.
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