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    Quelle: AMD

    Neues Offizielles zu Zen: Überblick zu AMDs neuer CPU-Architektur

    Nun hat AMD auch im Rahmen der Hot Chips über seine neue CPU-Architektur Zen gesprochen. Zu sehen gibt es einige detailliertere Blockdiagramme zum Aufbau eines sogenannten CPU-Complex (CCX) und der drei Cache-Stufen. Zudem ließ sich AMD zu der einen oder anderen Aussage zum Summit-Ridge-Achtkerner bewegen.

    Vor einigen Tagen hatte AMD bereits zu einer Konterveranstaltung zu Intels Developer Forum (IDF) in San Francisco eingeladen und in deren Rahmen einen ersten tieferen Einblick in die Zen-Architektur gegeben. Schon vorab wurde daraufhin eine PDF-Präsentation gezeigt, die AMD für eine halbstündige Session auf der Hot-Chips-Konferenz in Cupertino vorgesehen hat. Zu ebendieser Präsentation hat AMD für die internationale Presse eine Telefon-Konferenz gehalten, in der Senior Fellow und CPU-Architekt Mike Clark über Zen gesprochen hat. Einige Teile unseres ursprünglichen Artikels haben wir an dieser Stelle übernommen, weil sie ihre Gültigkeit natürlich nicht verlieren. Dazu gibt es einige neue Details. Ein PCGH-Mitarbeiter nimmt zu dieser Stunde an der Live-Präsentation auf der Hot Chips teil (ebenfalls von Clark) und wird womöglich noch neue Informationen liefern.

    AMD Zen: Architekturdetails im Überblick

          

    Laut Clark stand der Fokus bei der Entwicklung von Zen von Anfang an auf einer möglichst hohen Effizienz. Der Name "Zen" stammt - Überraschung - von der Überzeugung, dass es sich um eine sehr ausbalancierte Architektur handle. Daneben werden die zwei Aspekte Performance und Durchsatz in den Mittelpunkt gestellt. Für die Effizienz zeigt sich maßgeblich Globalfoundries' 14-nm-FinFET-Fertigung 14LPP verantwortlich. Aber auch aggressives Clock-Gating, welches in mehreren Stufen gerade nicht genutzte Teile der x86-Kerne, des Front- und Backends schlafen legen kann, gehören dazu. Damit diese trotz hoher Pro-MHz-Leistung auch mal Pause machen können, gibt es einen großen Micro-Op-Cache, der bereits vor-dekodierte und zerlegte Operationen zwischenspeichert, die im Falle einer Programmschleife oder Ähnlichem häufig genutzt werden. Im Call wurde dieser Micro-Op-Cache als eine Kernkomponente der Zen-Architektur dargestellt. Konkrete Details zu Größe und Co. wurden aber auch auf Nachfrage nicht verraten.
    Neues Offizielles zu Zen: Überblick zu AMDs neuer CPU-Architektur (7) Neues Offizielles zu Zen: Überblick zu AMDs neuer CPU-Architektur (7) Quelle: AMD Der L1-Cache wird verglichen mit dem langsameren Write-Through- im aufwändigeren Write-Back-Modus betrieben. Pro Takt sind zwei, jeweils 16-Byte fassende Lade- und ein Schreibvorgang von den AGUs, welche die Adressen für die Zugriffe erzeugen, in den 8-fach assoziativen Datencache möglich. Der separat angebundene Instruktionscache (4-fach assoziativ) lädt 32 Byte und kann wie der L1-I-Cache auch mit dieser Geschwindigkeit aus dem L2-Cache befüllt werden. Letzterer ist mit 512 KiByte doppelt so groß wie bei aktuellen Intel-Prozessoren, achtfach assoziativ ausgelegt und fasst im Gegensatz zu den getrennten, großen L1-Caches (64 KiB Instruktions- und 32 KiByte Daten-Cache), Instruktionen wie auch Daten. Er ist ebenfalls mit 32 Byte pro Takt an den gemeinsam genutzten, wie bei den FX-Prozessoren 8 MiByte großen L3-Cache angebunden.Der im Gegensatz zur Bulldozer-Architektur jetzt wieder pro Core exklusive Dekoder bereitet bis zu vier Instruktionen pro Takt auf, welche in die Mikro-Op-Queue einsortiert werden. Von ihr als letztem zum Front-End gehörenden Glied der Ausführungskette können auf eigentlichen Ausführungseinheiten mit bis zu sechs Operationen pro Takt beauftragt werden. Im Rahmen der Integer-Verarbeitung stehen vier separate Ausführungseinheiten (ALUs) zur Verfügung und zwei für die Speicherzugriffe zuständige Adress-Generation-Units (AGUs). Der Floating-Point-Teil läuft laut Präsentation mit vier parallelen ALUs, je zweimal für Multiplikation und zweimal für Addition - die sich dann für FMA/FMAC/MAD verschalten lassen. Wie schon bei Excavator ist die Vektoreinheit bei Zen 128 Bit breit, braucht also für volle AVX(2)-Instruktionen zwei Takte. Allerdings ist in Spielen bislang selbst AVX(1)-Nutzung noch die Ausnahme - zumeist machen sich die neuen Instruktionen beim Video-Encoding wie unserem x264-Benchmark bemerkbar.

    Wie Clark nun bestätigt hat, kann jede dieser Ausführungseinheiten parallel von einem eigenen, der Renaming-Station nachgeschalteten, separaten Scheduler versorgt werden, was für eine hohe Auslastbarkeit des Designs, aber auch für großes Stromsparpotenzial spricht. Denn separate Einheiten lassen sich bei Nichtnutzung auch separat per Clock-Gating in den Ruhezustand versetzen.

    AMD Zen: Data-Fabric für die Verschaltung von Kern-Cluster

          

    Zen wird in sogenannten "CPU Complexes", kurz CCX, organisiert. Ein CCX besteht aus vier Rechenkernen, den jeweiligen L1- und L2-Caches sowie dem gemeinsam genutzten, 8 MiByte fassenden L3-Cache. Die CPU-Kerne werden über einen Data-Fabric mit den Caches verbunden. Laut Clark handle es sich um keine Form des Hypertransports, sondern um eine neue interne, kohärente Verbindung. Über diesen Data-Fabric können mehrere CCX zusammengeschaltet werden, so auch im Falle von Summit Ridge mit acht Kernen (zwei CCX, 16 MiByte L3-Cache). Mehrere CPU-Cluster können also nicht direkt miteinander kommunizieren. Interessant: Leaks zeigten bereits Zen-basierte APUs, in denen eine separate GPU über einen Data-Fabric an die CPU geschaltet wurde.
    Neues Offizielles zu Zen: Überblick zu AMDs neuer CPU-Architektur (14) Neues Offizielles zu Zen: Überblick zu AMDs neuer CPU-Architektur (14) Quelle: AMD

    Das Ganze erinnert aus "High-Level"-Sicht an Intels Ringbus. Über diesen kommunizieren CPU-Kerne ab der Sandy-Bridge-Generation mit der integrierten GPU. Zudem wird er bei den großen E-, EP- und EX-Ablegern dazu genutzt, ebenfalls mehrere CPU-Cluster miteinander zu verbinden. Im Falle der aktuellen Broadwell-EX-CPUs sind das bis zu vier Verbünde zu je sechs Kernen - im Maximalausbau sogar mit zwei Ringbussen. Im Falle von AMD muss sich noch zeigen, wie gut der Data-Fabric in der Praxis funktioniert.

    AMD Zen: "Summit Ridge"-Aufmacherbild

          

    In seiner aktuellen PDF-Präsentation hat AMD zum Ende hin das im Aufmacher genutzte Bild eingefügt. Das Rendering dient allerdings nur zu Illustrationszwecken und stellt keinen echten Zen-basierten Prozessor dar. Bei dem typischen Kreisel scheint AMD einen Carrizo- beziehungsweise Bristol-Ridge-Die-Shot genutzt zu haben - die Strukturen links sehen verdächtig nach GCN-Compute-Units aus. Zudem dürften Summit-Ridge-Dies deutlich kleiner ausfallen.

    Neues Offizielles zu Zen: Überblick zu AMDs neuer CPU-Architektur (17) Neues Offizielles zu Zen: Überblick zu AMDs neuer CPU-Architektur (17) Quelle: AMD

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    02:42
    Video: AMD demonstriert 3 GHz schnelle Zen-CPU mit ersten Benchmarks
    Wissenswert: Mehr Informationen zum Thema finden Sie in:
    AMD Zen ab 2017: Alles zu Release-Termin, CPU-Sockel, technische Daten [Update]
      • Von Atent123 Volt-Modder(in)
        Zitat von p3t3rlUsT
        du darfst dich da gerne mit den Leuten die von AMD belogen und betrogen worden sind unterhalten .................
        Bulldozer: AMD wird wegen Werbung für acht Kerne verklagt


        Das kann man nicht vergleichen.
        AMD hat die Modulbauweise von Anfang an offen kommuniziert.
        Nebenbei können bei CMT auch wirklich 8 Rechnungen Gleichzeitig durchgeführt werden weshalb did Klage als absolut Chancenlos gilt.
      • Von JanJake Freizeitschrauber(in)
        Zitat von Toxoplasma
        Und was ist mit Intel? Die haben nicht betrogen und gelogen?
        Und das Urteil dazu war? Richtig, es ist ein 8 Kerner! Weil eben 8 Integer Einheiten da sind. Und dazu kommt noch, die CPU kann 8 Threads gleichzeitig ausführen!

        Als Betrug würde ich das nicht werten, eher als unglücklich formuliert.

        Aber bei AMD ging es um eine Formulierung wenn man so will und bei Intel um Betrug, dass blos keine AMD Hardware verkauft wird! Da liegen welten zwischen!

        Und in der Werbung präsentiert jeder sein Produkt als das Beste, geilste und größte Must Have was es gibt!
      • Von Toxoplasma Freizeitschrauber(in)
        Zitat von p3t3rlUsT
        du darfst dich da gerne mit den Leuten die von AMD belogen und betrogen worden sind unterhalten .................
        Bulldozer: AMD wird wegen Werbung für acht Kerne verklagt
        Und was ist mit Intel? Die haben nicht betrogen und gelogen?
      • Von Khabarak Freizeitschrauber(in)
        Zitat von p3t3rlUsT
        du darfst dich da gerne mit den Leuten die von AMD belogen und betrogen worden sind unterhalten .................
        Bulldozer: AMD wird wegen Werbung für acht Kerne verklagt
        Warum wird immer diese olle Kamelle irgendwo rausgekramt, wenn es um AMD und "Betrug" geht?
        Selbst PCGH hat vor diversen Jahren schon nachgewiesen, dass 8 Bulldozer Kerne leicht besser im Multitasking funktionieren als die 4 realen und 4 virtuellen eines Mainstream i7.
        Außerdem wird der Klage von den Experten keinerlei reelle Chance eingeräumt.
        Sie wird wie die meisten Class Action law suits enden -> in der Rundablage.

        Edit:
        Hier ein passender Artikel von Extremetech zu der Klage:
        AMD lawsuit over false Bulldozer chip marketing is bogus | ExtremeTech
      • Von p3t3rlUsT Komplett-PC-Aufrüster(in)
        Zitat von mannefix
        Da ist was dran. Aber besser als betrügen wie Nividia (3,5 GiByte Lüge) und Intel (Absprachen, etc. Verurteilung in Milliarden(!!) Höhe.

        Gruß Manne
        du darfst dich da gerne mit den Leuten die von AMD belogen und betrogen worden sind unterhalten .................
        Bulldozer: AMD wird wegen Werbung für acht Kerne verklagt
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1205599
AMD Zen
Neues Offizielles zu Zen: Überblick zu AMDs neuer CPU-Architektur
Nun hat AMD auch im Rahmen der Hot Chips über seine neue CPU-Architektur Zen gesprochen. Zu sehen gibt es einige detailliertere Blockdiagramme zum Aufbau eines sogenannten CPU-Complex (CCX) und der drei Cache-Stufen. Zudem ließ sich AMD zu der einen oder anderen Aussage zum Summit-Ridge-Achtkerner bewegen.
http://www.pcgameshardware.de/AMD-Zen-Codename-261795/Specials/Architektur-Ueberblick-1205599/
24.08.2016
http://www.pcgameshardware.de/screenshots/medium/2016/08/AMD-Zen-Hot-Chips-1--pcgh_b2teaser_169.png
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