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AMD Ryzen 7000X3D: ¿Qué esperamos de estas nuevas CPU?

AMD ha puesto sobre la mesa todas las armas con las que competirá contra Intel durante este año 2023, y las miradas están especialmente puestas en las AMD Ryzen 7000X3D. Su microarquitectura Zen 4 ha llegado con interesantes mejoras respecto a Zen 3. Y con los diseños 3D V-Cache con 3D packaging se potenciarán aún más las unidades para el escritorio, lo que podría dar gratas sorpresas en las pruebas de rendimiento para videojuegos…

Arquitectura AMD Zen 4 Inside

AMD Zen 4
Fuente: Chips and Cheese

Los nuevos AMD Ryzen 7000X3D vendrán potenciados con la nueva microarquitectura Zen 4. Este nuevo diseño llega como sucesor de la Zen 3, y usará el nodo de 5nm de TSMC para sus CCDs. Además de eso, también empleará la tecnología de 3D packaging de TSMC, denominada 3DFabric y que permite empaquetar e interconectar chips de forma vertical. Por otro lado el chip I/O del chiplet estará fabricado en un nodo de 6nm también en TSMC.

En cuanto al resto de novedades de Zen 4 tenemos:

  • El BTB (Branch Target Buffer) L1 se ha incrementado en tamaño en un 50%, hasta las 1.5K entradas. Ahora, cada entrada es capaz de almacenar hasta dos trayectorias de rama.
  • El BTB L2 se ha incrementado a 7K entradas.
  • Se ha mejorado la predicción de saltos directos e indirectos.
  • La op-cache se ha incrementado hasta en un 68% hasta las 7.75K ops. Además, ahora es capaz de producir hasta 9 macro-ops por ciclo en vez de las 6 de Zen 3.
  • El ROB (ReOrder Buffer) también ha sido incrementado en un 25%, con 320 instrucciones.
  • El archivo de registro para enteros también se ha incrementado hasta 224 registros, mientras que el archivo de registros para coma flotante/vectorial lo ha hecho hasta 192 registros. Por supuesto, también se han ensanchado estos últimos hasta 512-bit de longitud para soportar las nuevas instrucciones AVX-512. Y, por supuesto, agregó otras novedades, ya que el registro es capaz de almacenar 68 registros de máscara.
  • La cola de carga se ha incrementado en tamaño en un 22%, hasta las 88 cargas pendientes.
  • La memoria cache L2 se ha doblado de tamaño, pasando de los 512 KiB hasta los 1 MiB por cada núcleo. Y es de 8-way.
  • Para evitar problemas, ahora el modo especulativo se puede activar o desactivar de forma automática cuando entra en el kernel mode (Anillo 0) para reducir costes de las transiciones entre los modos usuario y kernel o privilegiado.
  • El IPC, o las instrucciones por ciclo de reloj que se pueden ejecutar, se han incrementado en una media de entorno al 13% con respecto a Zen 3, lo que supone un gran salto de rendimiento.
  • La frecuencia de reloj en el modo Turbo se ha podido elevar hasta los 5.7 Ghz.
  • Ahora incluye nuevas MMUs o controladores de memoria capaces de soportar memoria DDR5-5200.
  • En las APUs basadas en esta microarquitectura se incluye una GPU integrada basada en RDNA 2 capaz de llegar hasta los 2.2 Ghz.
  • También soportan los nuevos perfiles para optimización de memoria AMD EXPO, es decir, el rival de la Intel XMP.
  • Los carriles de PCIe se han incrementado hasta 28 (24+4) de la nueva PCIe 5.0. Eso quiere decir que la GPU discreta o dedicada se puede conectar mediante un PCIe x16 o dos GPUs mediante PCIe x8 cada una. También se agregan dos x4 carriles para almacenamiento M.2.
  • Se agregan las extensiones de instrucciones vectoriales AVX-512 que ya usó Intel en algunos de sus diseños. Sin embargo, para evitar que el tamaño de las unidades de ejecución se incremente y genere otros problemas, no se han usado unidades funcionales de 512-bit nativos, sino que las ejecuciones se parten en dos flujos SIMD de 256-bit. Hay que destacar que las dos mitades se ejecutan en paralelo en dos unidades de ejecución a la vez, por lo que siguen siendo rastreadas por una sola micro-op, lo que significa que la latencia no se duplica. Además, como hay 4 unidades de ejecución de 256-bit, se pueden ejecutar hasta 2 instrucciones vectoriales de 512-bit por ciclo de reloj.
  • Las unidades Load/Store también son de 256-bit cada una, conservando el rendimiento de hasta dos cargas de 256-bit o un almacenamiento por ciclo como en Zen 3. Es decir, permite ejecutar una instrucción vectorial por ciclo de reloj al permitir una carga de hasta 512-bit por ciclo o un almacenamiento de 512-bit cada dos ciclos.

AMD Ryzen 7000X3D: todo lo que sabemos hasta el momento

AMD Ryzen 7000X3D

Además de todos los beneficios de la microarquitectura Zen 4, los nuevos AMD Ryzen 7000X3D también incluyen el potencial que ofrece la memoria 3D V-Cache que ya vimos en las unidades AMD Ryzen 5800X3D y que sorprendió bastante, especialmente a los gamers.

Por el momento, habrá que esperar aún unos días para ver las primeras unidades lanzadas al mercado y los primeros resultados en los benchmarks. Pero hay muchas esperanzas puestas en estas unidades para volver coronar las pruebas de rendimiento en gaming.

Por ahora solo conocemos algunos detalles de lo que serán las nuevas AMD Ryzen 7000X3D:

Características técnicas AMD Ryzen 7000X3D

Modelo Núcleos / Hilos Boost / velocidad base (GHz) Caché (MB) TDP (W)
AMD Ryzen 9 7950X3D 16 / 32 5,7 / 4,2 144 120
AMD Ryzen 7 7900X3D 12 / 24 5,6 / 4,4 140 120
AMD Ryzen 7 7800X3D 8 / 16 5,0 / velocidad base todavía no se conoce 104 120
  • Se ha rebajado la TjMAX hasta los 89 ºC, unos 6 grados por debajo de las unidades no 3D.
  • Se ha subido el voltaje a 1,4v.
  • Permite OC automático mediante PBO y Curve Optimizer. (Esto no es oficial, pero ya se ha visto que en las fichas técnicas lo han puesto y luego eliminado). Pero os aseguramos que al 99% estará disponible.
  • Ahora las unidades aparecen como Unlocked, es decir, desbloqueadas para hacer overclocking manual.
  • Vendrán en nuevas cajas especiales para estas unidades 3D, con cambio de colores y nuevo diseño.
  • ¿Soporte para DDR5-5600 de forma nativa?
  • Posible fecha de lanzamiento el 14 de febrero, aún por confirmar.

Y, por supuesto, para conseguir esas capacidades de su memoria caché, se ha incluido un empaquetado 3D que apila chips de memoria SRAM sobre los chips de cómputo. Concretamente se usa un chip de L3 encima de la otra caché y se interconectan de forma vertical para que sean como una única memoria a través de TSV (Through-Silicon Via) con la tecnología TSMC 3DFabric.

Así es como se consiguen mayores capacidades de esta memoria, y con una latencia relativamente baja. Esto aumenta el rendimiento de forma considerable en multitud de tareas, pero donde especialmente se notan las mejorías es en gaming.

¿Intel está en apuros?

Es cierto que tanto en pruebas de rendimiento en un solo núcleo como en multinúcleo, Intel ha tomado la delantera con sus nuevas Intel Core de 13ª Gen, de momento su buque insignia es el i9-13900K. AMD se había posicionado en una muy buena forma desde su lanzamiento de Zen, pero últimamente Intel parece haberse puesto al día. Sin embargo, las diferencias de rendimiento no son muy elevadas.

También te invito a leer nuestra guía sobre los mejores procesadores del mercado.

Esto podría hacer que cuando se lancen los nuevos AMD Ryzen 7000X3D todo de un vuelco, especialmente en las pruebas de rendimiento en videojuegos. Y es que estas unidades aportarán un plus significativo de rendimiento con respecto a las 7000 Series no 3D. Por tanto, Intel debería estar asustada… Y  lo peor es que no se esperan lanzamientos mejorados de los chips de Intel por el momento, por lo que la aparente alegría tras los resultados de su nuevas CPUs podría durar poco.

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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