Zen 3

4. Generation der Ryzen CPUs von AMD

Zen 3 ist eine Prozessor-Mikroarchitektur (x86-64) des Unternehmens AMD. Zen 3 ist nach Zen, Zen+ und Zen 2 die vierte Generation der unter den Markennamen „Ryzen“ und „Epyc“ 2017 eingeführten Zen-Prozessoren. Es wurde gegenüber Zen 2 sowohl die Architektur als auch die Herstellungsprozesstechnologie optimiert, AMD spricht hier von 7nm+. AMD hat diese Prozessorgeneration am 8. Oktober 2020 wegen der Covid-19-Pandemie per Livestream vorgestellt. Die in 7-nm-Prozesstechnologie (N7) bei TSMC hergestellten CPU-Dies bestehen aus 8 Kernen (Core Complex oder „CCX“)-Bausteinen mit 32 MB Level-3-Cache, die über „Infinity Fabric“ genannte serielle Hochleistungsverbindungen gekoppelt werden. Laut AMD hat Zen 3 die bisher größten Anpassungen an der Zen-Architektur erfahren. Insgesamt bietet Zen 3 laut AMD bis zu 24 Prozent mehr Leistung pro Watt als Zen, eine um 19 Prozent höhere IPC und insgesamt rund 26 Prozent mehr Leistung als Zen 2. Erhältlich sind alle genannten Prozessoren seit dem 5. November 2020.

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Produktion: seit 2020
Produzent: TSMC
Fertigung: 7 nm
Befehlssatz: AMD64 (x86-64)
Mikroarchitektur: x86-Prozessor
Sockel: AM4
Namen der Prozessorkerne:
  • Vermeer (Desktop-CPUs)
  • Milan (Server-CPUs)
  • Cezanne (Laptop-CPUs)

Ryzen 5000 sind sockelkompatibel zu den Vorgängern, passen also in Hauptplatinen mit dem Sockel AM4 und sind Board-abhängig nach einem zuvor erfolgten BIOS-Update nutzbar. Die 500er-I/O-Hubs X570, B550 und A520 sind grundsätzlich kompatibel, sofern sie mindestens mit der AGESA-Version 1.0.8.0 versehen sind. Lauffähig sind die Ryzen-5000-Prozessoren allerdings erst mit AGESA 1.1.0.0. Nutzer mit 400er-I/O-Hubs wie dem B450 und X470 werden Ryzen 5000 verbauen können, allerdings erst zum Januar 2021, wenn passende Updates für das BIOS bereitstehen. AMD ist derweil noch mit den Partnern bei der Entwicklung. Der Fokus auf B550 und X570 ist nicht verwunderlich, bieten jene Mainboards doch die fortschrittlichsten Features für AMDs neue Prozessor-Generation. Zu X370 und B350 hat sich AMD gar nicht geäußert, aber eine Kompatibilität wurde auch nie versprochen. Möchte man neue Funktionen wie PCIe Generation 4 nutzen, werden Hauptplatinen mit den Chipsätzen X570 oder B550 benötigt.

Neuerungen gegenüber der Generation Zen 2 sind:

  • einzelner 8-Core-Complex mit 32 MiB L3-Cache (Zen 2: 2×16 MiB)
  • höhere Recheneffizienz (mehr Rechenkapazität je Watt Leistungsbedarf) und geringfügig höhere maximale Taktfrequenzen

Die nächste Generation „Zen 4“ im 5 nm-Fertigungsverfahren soll 2022 vorgestellt werden.

ArchitekturBearbeiten

  • Statt zwei Core-Complexes je Chiplet mit jeweils 4 Kernen ist jetzt das ganze Chiplet ein Core-Complex mit 8 Kernen und einem gemeinsamen Level 3 Cache von 16 MB Größe (Zen 2: 8 MB). Dadurch werden die Latenzen beim Wechsel zwischen Kernen erheblich (über einen Faktor 3) reduziert.
  • Ryzen-CPUs auf Basis der Zen-3-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. Es wird bis zu LPDDR4 4267 MHz unterstützt.
  • Low Power DDR4 (LPDDR4) Speicher wird unterstützt mit geringerem Energieverbrauch und höherer Bandbreite
  • eine ganze Reihe von Optimierungen bei Instruktionen und Pipeline, die zusammen einen um 18% höheren Durchsatz (IPC – Instruktionen pro Taktzyklus) ergeben.
  • Control Flow Enforcement Technologie (CET), um Return Oriented Programming zu verhindern
  • schnellere Wechsel der Kern-Frequenzen
  • Die Kern-Versorgungsspannung kann jetzt je Kern unterschiedlich sein
  • die integrierte Grafikeinheit ist zwar wie beim Vorgänger Zen 2 ebenfalls noch eine Vega 8-Architektur, läuft aber mit höherer maximaler Frequenz von 2,1 GHz gegenüber 1,75 GHz bei Zen 2

Während Zen 3 für bis zu DDR4-3200 spezifiziert ist, liegt der Sweet-Spot vermutlich bei etwa DDR4-3866 bis DDR4-4000 – bei höherem Speichertakt wird Infinity Fabric in einen asynchronen Modus geschaltet, welches die Speicherlatenz erhöht und somit die Performance nachteilig beeinflusst.

Ryzen 5000 „Vermeer“Bearbeiten

 
AMD Ryzen 7 5800X

Die auf Zen 3 basierende Ryzen 5000 Desktop-CPU-Baureihe heißt „Vermeer“ und integriert ein oder zwei CPU-Chiplets (mit jeweils 8 Kernen) und einem I/O-Chiplet in einem AM4-Sockel. Sie ist die letzte Generation von Chips, die den AM4-Sockel verwenden.

Am 5. November 2020 erschienen zunächst vier Prozessormodelle mit 6 bis 16 Kernen.

Desktop-CPUs
Name Preise bei
Release
CMOS Kerne/
Threads
Basis-/
Boost-Takt
L2-Cache L3-Cache Sockel PCIe PCIe
lanes
Speicher-
Unterstützung
TDP Kühler
(PIB)
Ryzen 9 5950X 849€ 7nm FinFET 16/32 3,4 / 4,9 GHz 8 MB 64 MB AM4 04.0 24 DDR4-3200 105 W N/A
Ryzen 9 5900X 579€ 12/24 3,7 / 4,8 GHz 6 MB
Ryzen 7 5800X 449€ 08/16 3,8 / 4,7 GHz 4 MB 32 MB
Ryzen 5 5600X 319€ 06/12 3,7 / 4,6 GHz 3 MB 065 W Wraith Stealth

Ryzen 5000 Mobile „Cezanne“Bearbeiten

Am 12. Januar 2021 stellte AMD die Ryzen 5000er Notebook-CPUs der Zen 3-Reihe vor.[1] In der folgenden Tabelle sind sie zusammen mit den ebenfalls mit einer 5000er-Nummer versehenen Mobil-CPUs der vorhergehenden Generation Zen 2 („Lucienne“) aufgeführt.

Notebook-CPUs[2][3]
Name Kerne/Threads Basis-/Boost-Takt (GHz) L3-Cache CPU-Arch. GPU GPU-Kerne GPU-Takt TDP
Ryzen 9 5980HX 8 / 16 3,3 / 4,8 16 MB Zen 3 Radeon
Vega
8 2,1 GHz 45+ W
Ryzen 9 5980HS 3,0 / 4,8 35 W
Ryzen 9 5900HX 3,3 / 4,6 45+ W
Ryzen 9 5900HS 3,0 / 4,6 35 W
Ryzen 7 5800H 3,2 / 4,4 2,0 GHz 45 W
Ryzen 7 5800HS 2,8 / 4,4 35 W
Ryzen 5 5600H 6 / 12 3,3 / 4,2 6 1,8 GHz 45 W
Ryzen 5 5600HS 3,0 / 4,2 35 W
Ryzen 7 5800U 8 / 16 1,9 / 4,4 8 2,0 GHz 15 W
Ryzen 7 5700U 1,8 / 4,3 8 MB Zen 2 1,9 GHz
Ryzen 5 5600U 6 / 12 2,3 / 4,2 16 MB Zen 3 7 1,8 GHz
Ryzen 5 5500U 2,1 / 4,0 8 MB Zen 2
Ryzen 3 5400U 4 / 8 2,6 / 4,0 8 MB Zen 3 6 1,6 GHz
Ryzen 3 5300U 2,6 / 3,8 4 MB Zen 2 1,5 GHz

EPYC Generation 3 „Milan“Bearbeiten

Die auf Zen 3 basierende EPYC-Server-Chipreihe soll „Milan“ heißen und wird die letzte Generation von Chips sein, die den SP3-Sockel verwendet. Es werden bis zu 64 Zen-3-Cores je CPU verbaut. Die Vorstellung ist für den 15. März 2021 geplant.[4][5]

Server-CPUs
Name Kerne/Threads CCD x Kerne3 Basis-/Boost-Takt (GHz) L3-Cache Konfiguration TDP
Epyc 7763 64 / 128 8 x 8 2,45 / 3,50 256 MB
32 MB je CCD
2P 280 W
Epyc 7713 2,00 / 3,675 225 W
Epyc 7713P 1P
Epyc 7663 56 / 112 8 x 7 2,00 / 3,50 2P 240 W
Epyc 7643 48 / 96 8 x 6 2,30 / 3,60 225 W
Epyc 75F3 32 / 64 8 x 4 2,95 / 4,00 280 W
Epyc 7543 2,80 / 3,70 225 W
Epyc 7543P 1P
Epyc 7513 2,60 / 3,65 128 MB
16 MB je CCD
2P 200 W
Epyc 7453 28 / 56 4 x 7 2,75 / 3,45 64 MB
16 MB je CCD
225 W
Epyc 74F3 24 / 48 8 x 3 3,20 / 4,00 256 MB
32 MB je CCD
240 W
Epyc 7443 4 x 6 2,85 / 4,00 128 MB
32 MB je CCD
200 W
Epyc 7443P 1P
Epyc 7413 2,65 / 3,60 2P 180 W
Epyc 73F3 16 / 32 8 x 2 3,50 / 4,00 256 MB
32 MB je CCD
240 W
Epyc 7343 4 x 4 3,20 / 3,90 128 MB
32 MB je CCD
190 W
Epyc 7313 3,00 / 3,70 155 W
Epyc 7313P 1P
Epyc 72F3 8 / 16 8 x 1 3,70 / 4,10 256 MB
32 MB je CCD
2P 180 W
3 Anzahl der CCDs x Anzahl der aktiven Kerne je CCD

Siehe auchBearbeiten

WeblinksBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. AMD Announcement. AMD, 21. Januar 2021, abgerufen am 24. Januar 2021 (englisch).
  2. RYZEN MODEL SPECIFICATIONS. AMD, abgerufen am 24. Januar 2021 (englisch).
  3. AMD Ryzen 5000 Mobile 'Cezanne' SoC Deep Dive: Zen 3 Powers Into Notebooks auf Tom’s Hardware vom 26. Januar 2021, abgerufen am 12. April 2021.
  4. Andreas Schilling: 68 % schneller: AMD zeigt Benchmarks zu EPYC. Abgerufen am 13. Januar 2021.
  5. 3rd Gen AMD EPYC™ Processors. Abgerufen am 10. März 2021.