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AMD Ryzen 7000: todo lo que sabemos hasta el momento

Los AMD Ryzen 7000 Series tienen previsto su lanzamiento en unos meses. Y muchos fans están expectantes para ver qué novedades les trae esta nueva generación de microprocesadores de la empresa americana. Para dar un aperitivo de lo que va a ser la microarquitectura Zen 4, aquí tienes un adelanto de todas las claves y detalles que se conocen sobre estas nuevas CPUs.

Las claves sobre la microarquitectura Zen 4

Zen 4

Mike Clark es uno de los arquitectos principales de Zen (pese a que la mayoría apuntaban a Jim Keller como padre de Zen), y también llevará sus ideas a la microarquitectura Zen 4, la sucesora de Zen 3. Además, AMD lleva tiempo trabajando en esta nueva microarquitectura. Tras varios años de desarrollo, el 6 de noviembre de 2018 alcanzaría la fase final de desarrollo, seguida de numerosas pruebas para certificar que todo funciona adecuadamente y entrando en fase de producción hace unos meses.

AMD Zen 4 tiene previsto su lanzamiento en algún momento de la segunda mitad de este año 2022, justo para competir con Intel Raptor Lake. Y el encargado de la fabricación es nuevamente TSMC, con un nodo de 5nm, mientras que el chip I/O se fabricará en GlobalFoundries con un nodo algo menos avanzado dado que no es tan importante.

Especificaciones de Zen 4 para los AMD Ryzen 7000 Series

Si atendemos a lo que se conoce ya de Zen 4 (AMD Ryzen 7000) y los cambios respecto a Zen 3, nos encontramos con datos bastante prometedores:

*Nota: TBA significa To Be Announced, es decir, que aún no se ha anunciado y los datos se basan en especulaciones. Por tanto, los datos marcados con este acrónimo están aún por confirmar.

  • Mejoras en la memoria caché:
    • Caché L1 y L2 con mejoras en el DTLB, que han agregado más entradas. Pasan de 64 a 72 y de 2048 a 3072 respectivamente.
    • Caché L2 dobla su capacidad, desde los 512 KB por núcleo al 1MB.
    • Direcciones físicas y lineales incrementadas desde 48 a 52 y 57 bits respectivamente.
    • Mejoras en la carga de caché, en la escritura y en el prefetch hacia o desde los registros, bajando la latencia para incrementar el rendimiento.
    • Cache L0 para ops de 4096 ops por núcleo, tipo 8-way asociativa. Con paridad.
    • Caché L1 para instrucciones, o IL1, de 32 KB por núcleo, tipo asociativo de 8-way, también protegida por paridad.
    • Caché L1 para datos de, o DL1, 32 KB por núcleo, tipo asociativo de 8-way, con política write-back y protegida por ECC.
    • Caché L2 unificada para datos e instrucciones de 1MB por núcleo. Tipo 8-way asociativa. También con ECC.
    • Caché L3 compartida por todos los núcleos en un CCX, configurable, con 16-way tipo asociativa, y con ECC para corrección de errores.
  • TLB:
    • ITLB: 64 entradas para L1, totalmente asociativa, y 512 entradas para L2. Corrección de errores por paridad de bits.
    • DTLB: 72 entradas para L1, totalmente asociativa, y 3072 entradas para L2, tipo 12-way asociativa. Protegida por paridad también.
  • Mayor densidad de transistores por unidad de superficie en el chip, ya que se pasa de un proceso de fotolitografía de 7nm a 5nm.
  • Frecuencia de reloj más alta, hasta 5Ghz y más en todos los núcleos.
  • Empaquetado rediseñado para soportar más núcleos.
  • Soporte para memoria RAM DDR5.
  • Soporte para carriles PCIe 5ªGen.
  • Nuevo socket AM5 para los chips basados en Zen 4 para clientes y SP5 para los EPYC, así como FP7/FP7r2 para portátiles.
  • Se agregan nuevas instrucciones al set de la ISA con nuevas extensiones:
    • Soporte para AVX-512 (Instrucciones vectoriales de 512-bit). No todas las instrucciones soportadas por los chips de Intel estarán presentes en Zen 4, algunas se han dejado fuera por falta de interés.

El socket para el AMD Ryzen 7000

socket am5

Por otro lado está el nuevo socket AM5, «culpable» en parte del soporte para la memoria DDR5 y PCIe 5, además de tener nuevos contactos de E/S para mejorar el rendimiento de los nuevos AMD Ryzen 7000 Series. Además, será la primera vez que AMD use un socket tipo LGA para mainstream.

A grandes rasgos, lo que se conoce sobre el sucesor del socket AM4 es:

  • Plataforma de larga duración como ocurrió con AM4.
  • Destinado al Ryzen 7000 Series (Zen 4)
    • Codename «Raphael»
    • Y futuras generaciones
  • Socket tipo LGA (Land Grid Array)
  • ZIF (Zero Insertion Force)
  • Número de contactos: 1718 pads
  • Empaquetado flip-chip / MCM (chiplets)
  • Preparado para el protocolo de interconexión Infinity Fabric
  • Soporte para RAM tipo DDR5
  • Soporte para PCI Express 5
  • ¿USBs de nueva generación? TBA

Por otro lado están los sockets para los AMD EPYC basados en Zen 4 y para portátiles:

  • Socket SP5 (HPC):
    • Tipo LGA 6096
    • Para AMD EPYC Genoa con microarquitectura Zen 4 y AMD EPYC Bergamo
    • Soporte para memoria RAM DDR5
    • 12 canales de memoria principal hasta de 5200 MT/s
    • Hasta 128 carriles PCIe Gen 5.
    • TDP soportado de hasta 400W.
  • Socket FP7/FP7r2 (portátiles):
    • Tipo BGA
    • Derivado del Socket F en su séptima generación FP7 y la revisión 2 del FP7.
    • Número de contactos ¿TBA?
    • Empaquetado FC-OBGA
    • Estos no son sockets como tal, sino que van soldados a la placa base de los portátiles.

Los SKUs del AMD Ryzen 7000

AMD Ryzen 7000

En cuanto al SKU del AMD Ryzen 7000 Series, aún se conocen pocos detalles sobre los modelos que serán lanzados en un futuro próximo. Lo que sí se ha dado a conocer alguno detalles sobre las plataformas para los diferentes segmentos de mercado:

  • HPC:
    • AMD EPYC 7000 Series Genoa con hasta 96 núcleos y 192 threads.
    • Configuraciones SP y MP.
  • Escritorio y portátiles (entre-level, mainstream y HEDT):
    • AMD Ryzen 7000 Series Warhol con hasta 20 núcleos y 40 threads.
    • AMD Ryzen 7000 Series Rembrandt hasta 8 núcleos y hasta 16 threads. Tienen GPU integrada y están destinados tanto para el escritorio mainstream como para portátiles.
  • Cloud Computing: parece que AMD está trabajando en una variante de Zen 4 especialmente diseñada para la nube.
    • Codename Bergamo, con hasta 128 núcleos y 128 threads (TBA)
    • Derivados de Zen 4 llamados Zen 4D, con núcleos más pequeños, sin soporte para AVX-512, ni L3 ni SMT.

¿Crees que podrá ser suficiente para ganarle nuevamente la partida al Raptor Lake de Intel?

Isaac Romero Torres

Más de una década trabajando en el ámbito de la investigación sobre arquitecturas y microarquitecturas de CPUs, de la electrónica, la lógica digital, de los sistemas operativos Unix (con los que trabajé como asesor para algunas empresas), programación de MCUs, PLCs, hacking, etc.
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