В AMD хорошо понимали, что для успешного возврата на рынок ПК и серверов в процессор нового поколения придется вносить радикальные изменения. И когда четыре года назад компания приступила к проектированию Zen, основной упор делался на достижение максимально возможной производительности с сохранением стабильного энергопотребления.

Конечной целью являлось обеспечение 40-процентного превосходства Zen над его предшественником, Excavator.

«Убедить разработчиков в том, что подобное улучшение возможно, оказалось непросто», — признает старший исследователь AMD Майк Кларк.

Если при выполнении эталонных тестов заявленные показатели подтвердятся, это станет радикальным улучшением по сравнению с тем 10-процентным ростом, который в последнее время демонстрировало каждое новое поколение чипов x86-архитектуры от Intel и AMD.

В результате ряда неудачных шагов AMD в области проектирования и производства корпорация Intel укрепила свое доминирующее положение на рынке процессоров для ПК и серверов. По уровню быстродействия процессоры AMD значительно уступали продуктам Intel, а архитектура Bulldozer была признана явной ошибкой даже самими ее разработчиками.

Появление Zen обещает стать столь же значительным событием, как и представление компанией 64-разрядных процессоров в 2003 году и двухъядерных чипов в 2004-м. Оба эти проекта обеспечили в ту пору AMD заметное преимущество над Intel.

Серверные процессоры Zen появятся сначала в высокопроизводительных игровых рабочих станциях. Произойдет это в начале следующего года. За ними должны последовать серверы и портативные компьютеры. Чипы будут включать в себя от восьми до 32 ядер. По словам Кларка, 32-ядерные процессоры планируется устанавливать в компьютеры, имеющие четырехпроцессорную конфигурацию, однако окончательного решения по этому поводу еще не принято.

С помощью процессора Zen в AMD рассчитывают вернуть золотые для себя времена

С самого первого дня конструкторы AMD хорошо понимали, что им необходимо обеспечить высокую эффективность энергопотребления. В предыдущих проектах в компании вспоминали об этом, как правило, слишком поздно.

«Когда ставилась цель добиться 40-процентного повышения производительности, нужно было учесть, что энергопотребление имеет не меньшее значение, чем быстродействие», — пояснил Кларк.

В архитектуре Zen каждое ядро обрабатывает одновременно два потока, что помогло поднять производительность, сохранив энергопотребление на прежнем уровне.

Для чипа Zen была представлена новая структура с ограниченной подсистемой памяти, которая отличалась меньшей емкостью и более высоким быстродействием. Усовершенствованный конвейер позволяет пересылать больше инструкций, увеличивая скорость выполнения команд.

У Zen изменилась и структура кэш-памяти. Объем кэш-памяти второго уровня был уменьшен до 512 Кбайт, а третьего уровня, напротив, увеличен.

Блоки обработки операций с фиксированной и плавающей запятой сделаны более динамичными, это обеспечивает выигрыш при выполнении как одного, так и нескольких потоков команд. Загрузка инструкций в вычислительные блоки занимает теперь меньше циклов.

Конструкторы доработали и сами блоки выполнения команд. Zen имеет распределенный планировщик, благодаря чему обеспечивается видимость большего числа потоков.

«Достижение целей, заявленных при проектировании Zen, внушает оптимизм, но у нас еще остается немало пространства для дальнейших улучшений», — заметил Кларк.