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Zen2 Microarchitektur.svg
Schemazeichnung der Zen-2 Microarchitektur
Produktion: seit 7. Juli 2019
Produzenten:
Fertigung: 12 nm bis 7 nm
Befehlssatz: AMD64 (x86-64)
Mikroarchitektur: x86-Prozessor
Sockel:
Namen der Prozessorkerne:
  • Matisse (Desktop-CPUs)
  • Rome/Epyc (Server-CPUs)

Zen 2 ist eine Prozessor-Mikroarchitektur (x86-64) des Unternehmens AMD. Zen 2 ist die dritte Generation der unter den Markennamen "Ryzen" und "Epyc" 2017 eingeführten ersten Generation Zen-Prozessoren. Es wurde sowohl die Herstellungsprozesstechnologie (von 14 nm / 12 nm auf 7 / 12 nm) verbessert als auch die eigentliche CPU-Mikroarchitektur. AMD hat diese Prozessorgeneration im Juni 2019 auf der Computex in Taiwan vorgestellt. Wie schon bei den Zen-1-Server bzw. -Hochleistungsprozessoren Epyc und Threadripper kommen Multi-Chip-Module zum Einsatz, diesmal auch bei den Ryzen-Arbeitsplatz-Prozessoren: Alle Ein-/Ausgabefunktionen sind in ein getrenntes E/A-"Chiplet" (I/O Die) ausgelagert, welches wie bisher in 12-nm-Prozesstechnologie (12LP, 12 nm Leading-Performance) bei Globalfoundries hergestellt wird. Die in 7-nm-Prozesstechnologie (N7) bei TSMC hergestellten CPU-Dies bestehen wie bei Zen-1-Zeppelin aus 2 × 4 Kernen (Core Complex)-Bausteinen, die über „Infinity Fabric“ genannte serielle Hochleistungsverbindungen gekoppelt werden. Der Verkauf der Ryzen-3000-Prozessoren (Codename "Matisse") begann in Anspielung auf die 7-nm-Technologie am 7. 7. 2019. Ebenfalls im Juli sollen bereits Epyc-Serverprozessoren der Generation 2 (Codename „Rome“) ausgeliefert werden.[1]

Sowohl Ryzen 3000 als auch Epyc Rome sind „sockelkompatibel“ zu den Vorgängern, passen also in Hauptplatinen für die Zen-1-Generation (AM4 bzw. SP3) und sind nach einem zuvor erfolgten BIOS-Update nutzbar. Offiziell sind A320-Boards nicht kompatibel mit Zen 2, allerdings haben von den fünf Herstellern alle außer ASUS entsprechende BIOS-Updates veröffentlicht. Sollen neue Funktionen wie PCIe Generation 4 genutzt werden, werden neue Hauptplatinen benötigt, AMD liefert für diesen Fall den neuen Chipsatz X570, der offiziell die erste Zen-Generation nicht mehr unterstützt, was jedoch nicht unbedingt den Tatsachen entspricht.[2] ASUS prüfte Berichten zufolge zudem, auf 19 Boards der zweiten Generation (400er-Chipsätze) PCIe 4.0 für einzelne oder alle Lanes (entsprechend PCIe-Grafikslot ×8, PCIe-Grafikslot ×16 und/oder NVMe/M.2 ×4) zu aktivieren, nahm davon jedoch wieder Abstand.[3]

Neuerungen gegenüber der ersten Generation sind: [4]

  • Unterstützung PCIe-Generation 4.0 (damit Verdoppelung der I/O-Bandbreite)
  • Ryzen-Prozessoren mit bis zu 16 CPU-Kernen
  • Verdoppelung der L3-Cache-Größe
  • Erhöhung von zwei auf drei AGU-Einheiten (Address Generation Units)
  • zwei AVX2-Ausführungseinheiten (SIMD-Einheiten mit 256 Bit Breite)
  • bedingt durch das 7-nm-Fertigungsverfahren höhere Recheneffizienz (mehr Rechenkapazität je Watt Leistungsbedarf) und geringfügig höhere maximale Taktfrequenzen

ArchitekturBearbeiten

Dieser Artikel oder nachfolgende Abschnitt ist nicht hinreichend mit Belegen (beispielsweise Einzelnachweisen) ausgestattet. Angaben ohne ausreichenden Beleg könnten demnächst entfernt werden. Bitte hilf Wikipedia, indem du die Angaben recherchierst und gute Belege einfügst.
Hier gibt es offizielle Slides aus einer Keynote von AMD, die z.B. hier wiedergegeben werden: https://premiumbuilds.com/ram/best-ram-for-ryzen-3000/

Ryzen-CPUs auf Basis der Zen 2 Mikroarchitektur profitieren, wie auch die Vorgängergeneration, besonders von schnellem Arbeitsspeicher, weil die Taktrate des „Infinity Fabric“ direkt vom Speichertakt abhängt. Schnellerer Arbeitsspeicher bedeutet dadurch auch schnelleren Datenaustausch zwischen zwei Core Complexes bzw. auch zwischen den Chiplets. Während Zen 2 für bis zu DDR4-5000 spezifiziert ist, liegt der Sweet-Spot zum Zeitpunkt der Veröffentlichung bei etwa DDR4-3600 bis DDR-3733 - bei schnellerem Speichertakt, wird das Infinity Fabric in einen asynchronen Modus geschaltet, welches die Speicherlatenz erhöht und somit die Performance nachteilig beeinflusst. Erst mit deutlich höheren Taktraten um die DDR4-4800 wird dieser Nachteil wieder relativiert, wobei hier unverhältnismäßig hohen Kosten entstehen. Mit experimentellen Vorserien-Modellen von Gigabyte sind mit Ryzen 3000 CPUs auf Socket AM4 seit September 2019 unter Standardbedingungen (Luftkühlung) bis zu DDR4-5000 möglich[5].

Ryzen 3000Bearbeiten

Am 7. Juli 2019 erschienen zunächst fünf Prozessormodelle für AM4 mit 6 bis 12 Kernen, während der Ryzen 9 3950X mit 16 Kernen später im Jahr 2019 folgen soll.[6] Im Oktober 2019 stellte AMD zwei weitere Modelle (vorerst) nur für OEMs bzw. den chinesischen Markt vor: Ryzen 9 3900 und Ryzen 5 3500X. Eine Übersicht:

Name Basis-/
Boost-Takt
Kerne/
Threads
L3-Cache PCI-Express
(PEG)
TDP
Ryzen 9 3950X 3,5/4,7 GHz 16/32 64 MByte 04.0 (x16) 105 W
Ryzen 9 3900X 3,8/4,6 GHz 12/24
Ryzen 9 39001 3,1/4,3 Ghz 065 W
Ryzen 7 3800X 3,9/4,5 GHz 08/16 32 MByte 105 W
Ryzen 7 3700X 3,6/4,4 GHz 065 W
Ryzen 5 3600X 3,8/4,4 GHz 06/12 095 W
Ryzen 5 3600 3,6/4,2 GHz 065 W
Ryzen 5 3500X2 3,6/4,1 Ghz 06/06
1 Nur für OEMs
2 Nur für den chinesischen Markt

Die APUs der Zen-Architekturen gehören hingegen jeweils zur Vorgängergeneration, im Falle von Ryzen 3000 also zu Zen+, obwohl die Desktop-APUs Ryzen 5 3400G und Ryzen 3 3200G gemeinsam mit den oben genannten Zen2-Prozessoren vorgestellt wurden (Mobile-APUs hingegen schon ein halbes Jahr zuvor).

Epyc Generation 2Bearbeiten

Der Codenamen für diese Server-CPU ist Rome. Erstmalig wurde die CPU auf der Computex 2019 im Mai vorgestellt, der Erscheinungstermin ist der 7. August 2019.[7] AMD produziert hier wie in Generation 1 schon ein Multi-Chip-Modul (MCM), dieses besteht nun aus einem Ein-/Ausgabe Chip in 14nm-Technik von Globalfoundries produziert und 8 CPU-Chips mit je 2 4fach-CoreComplex-Chips in 7nm-Technik von TSMC produziert. Epyc-Rome kommt somit auf maximal 64 CPU-Kerne. Unverändert gegenüber Zeppelin/Generation 1 hat die CPU 8 DDR4-Hauptspeicherkanäle, die jetzt aber alle vom Ein-/Ausgabe-Chip angebunden werden, die NUMA-Konstellation wird somit deutlich einfacher gegenüber Zeppelin. AMD produziert Varianten für Ein- oder Zwei-Sockel-Systeme, so dass Systeme mit bis zu 128 CPU-Kernen aufgebaut werden können.

 
Aufbau des Multi-Chip-Moduls von Epyc Rome

Die CPU kann mit bis zu 4 Terabyte Hauptspeicher ausgestattet werden (128 GB DIMMs), ein oder zwei-Sockelsysteme haben 128 Lanes PCIe 4.0 für Ein-/Ausgabezwecke zur Verfügung. AMD-Epyc-Rome konkurriert vor allem mit Intel Xeon (Cascade Lake).[8]

Während die ersten Generation der Epyc-CPUs die Performance-Werte der im Serverumfeld dominierenden Intel Xeon - Skylake - Scalable Processors erreichte oder nur knapp übertraf, hat die Epyc-Rome-CPU bis auf einige Funktionen (z. B. keine persistenten Speichermodule, keine AVX512-Maschinenbefehle) nun teilweise erhebliche Leistungsvorsprünge gegenüber Intels Cascade Lake - Scalable Processors[9][10]

Modelle Epyc-7002Bearbeiten

Epyc-Modellnummern der 2. Generation enden auf die Ziffer "2", Modellnummern, die ein "P" angehängt haben, sind nur für Ein-Sockel-Systeme geeignet, die anderen für Ein- oder Zwei-Sockelsysteme.

Modell Kerne Threads Basistakt Max. Boosttakt TDP cTDP min-max L3-Cache
7742 64 128 2,25 GHz 3,4 GHz 225 Watt 225 – 240 Watt 256 MByte
7702 64 128 2,0 GHz 3,35 GHz 200 Watt 165 – 200 Watt 256 MByte
7702P 64 128 2,0 GHz 3,35 GHz 200 Watt 165 – 200 Watt 256 MByte
7642 48 096 2,3 GHz 3,3 GHz 225 Watt 225 – 240 Watt 256 MByte
7552 48 096 2,2 GHz 3,3 GHz 200 Watt 165 – 200 Watt 192 MByte
7542 32 064 2,9 GHz 3,4 GHz 225 Watt 225 – 240 Watt 128 MByte
7502 32 064 2,5 GHz 3,35 GHz 180 Watt 165 – 200 Watt 128 MByte
7502P 32 064 2,5 GHz 3,35 GHz 180 Watt 165 – 200 Watt 128 MByte
7452 32 064 2,35 GHz 3,35 GHz 155 Watt 155 – 180 Watt 128 MByte
7402 24 048 2,8 GHz 3,35 GHz 180 Watt 165 – 200 Watt 128 MByte
7402P 24 048 2,8 GHz 3,35 GHz 180 Watt 165 – 200 Watt 128 MByte
7352 24 048 2,3 GHz 3,2 GHz 155 Watt 155 – 180 Watt 128 MByte
7302 16 032 3,0 GHz 3,3 GHz 155 Watt 155 – 180 Watt 128 MByte
7302P 16 032 3,0 GHz 3,3 GHz 155 Watt 155 – 180 Watt 128 MByte
7282 16 032 2,8 GHz 3,2 GHz 120 Watt 120 – 150 Watt 064 MByte
7272 12 024 2,9 GHz 3,2 GHz 120 Watt 120 – 150 Watt 064 MByte
7262 08 016 3,2 GHz 3,4 GHz 155 Watt 155 – 180 Watt 128 MByte
7252 08 016 3,1 GHz 3,2 GHz 120 Watt 120 – 150 Watt 064 MByte
7232P 08 016 3,1 GHz 3,2 GHz 120 Watt 120 – 150 Watt 032 MByte

Siehe auchBearbeiten

WeblinksBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. https://www.nextplatform.com/2019/05/30/amd-puts-epyc-in-the-hpc-drivers-seat/
  2. https://www.pcgameshardware.de/Mainboard-Hardware-154107/Specials/Ryzen-3000-B350-X370-Kompatibilitaet-1294036/
  3. https://www.gamestar.de/artikel/pci-express-40-offenbar-doch-auf-aelteren-am4-mainboards-moeglich,3346453.html
  4. https://www.anandtech.com/show/14525/amd-zen-2-microarchitecture-analysis-ryzen-3000-and-epyc-rome/2
  5. Roman Hartung: 5000 MHz RAM Takt mit RYZEN 3900X. In: der8auer. Abgerufen am 7. Oktober 2019.
  6. https://www.heise.de/newsticker/meldung/AMD-Prozessor-Ryzen-3000-Ab-7-Juli-auf-Intel-Jagd-ab-September-auch-mit-16-Kernen-4443362.html
  7. https://www.heise.de/newsticker/meldung/AMD-Server-CPUs-Epyc-7002-Mit-Zen-2-an-Intel-vorbei-4489732.html
  8. Timothy Prickett Morgan: AMD Doubles Down – And Up – With Rome Epyc Server Chips (englisch) nextplatform.com. 7. August 2019. Abgerufen am 7. September 2019.
  9. https://www.servethehome.com/amd-epyc-7002-series-rome-delivers-a-knockout/
  10. https://www.heise.de/newsticker/meldung/AMD-Epyc-7002-Benchmark-Rekorde-und-viele-neue-Server-4491611.html