AMD Zen向英特尔CPU施压：我们渲染更快，功耗更低

ZD至顶网服务器频道 08月19日 编译：AMD正在持续放出关于Zen的信息，Zen是备受期待的、全新的x86处理器微架构。Zen对AMD来说是个大事，因为上一代“推土机”（Bulldozer）微架构被英特尔酷睿（Core）系列给“铲平了”。因此，AMD需要Zen取得成功以赢得计算机制造商的心，重新让采购者购买它的技术。

本周二晚AMD在旧金山向媒体介绍了Zen的情况。下面让我们来看看关于Zen的详细信息：

PC机

据称，基于Zen的芯片将由GlobalFoundries制造，采用14纳米低功耗FinFET。PC使用代号为Summit Ridge的Zen处理器，贴牌为AMD FX，将在2017年第一季度出货，也许在2016年底就会有少量的售卖。换句话说，按照AMD的计划，这款处理器不会在2016正式供货。

Summit Ridge采用8核设计，有16个硬件线程，在AMD的AM4芯片组和主板上，支持DDR4 DRAM和PCIe Gen3。AMD向我们展示了一台采用一个3GHz、8核Summit Ridge的PC，另外一台同时运行的系统采用的是英特尔Broadwell-E 6900系列Core i7。一按下红色按钮，两台机器开始比赛者在屏幕显示在Blender中渲染一个很大的Zen处理器封装的3D模型，哪个CPU率先完成就算获胜。

另外，AMD称其芯片比英特尔芯片的渲染速度更快，实际上只是快了几毫秒。但无论如何Summit Ridge能够匹敌英特尔今年年初推出的高端台式机处理器，AMD承认它的芯片将会在发布的时候速度更快一些。

Zen的核心预计平均每个周期执行的指令数比上一代AMD Excavator核心增加了40%。我们估计Zen的性能提升介于英特尔Broadwell和Skylake微架之间——在单线程IPC方面。Zen必须能够与英特尔高端芯片保持步调一致，或者赶超英特尔，以避免在明年初正式出货Summit Ridge的时候落后。Zen仍然落后于英特尔即将在未来18个月推出的14纳米Kaby Lake和10纳米Cannonlake。AMD并不想在现在这个时候谈论确切的基准测试数据。

服务器

对服务器来说，代号为Naples（可能贴牌为AMD Opteron）的Zen系统处理器将会在2017年第二季度出货。与AMD关系最紧密的服务器客户已经从今年第二季度开始使用该芯片样品了。Naples芯片预计将会出现在每插槽采用32核、64个硬件线程的双路系统中。AMD正在游说微软、Ubuntu制造商Canonival、Red Hat、Suse、VMware、Citrix等厂商为该硬件提供软件支持。

采用Zen的服务器主板Naples

其他

我们还得知，用于笔记本电脑的Zen CPU将会在明年下半年推出。目前关于定价、速度、核心、时钟频率以及其他产品配置的详细信息都还没有公布，不过我们可以在下周于加州举行的Hot Chips 2016大会上关于Zen的技术细节。

微架构预计将可以跨所有系统进行扩展，从嵌入式产品到PC、笔记本电脑到游戏平台以及服务器。AMD公司首席执行官Lisa Su表示，Zen将让AMD“重新进入数据中心”。

显然，AMD已经按下了“重置”按钮，正在深耕x86和通用微架构，让AMD利用有限的资源覆盖到尽可能多的市场。

在AMD接下来的计划中似乎并没有给ARM架构留下很多空间。AMD将在年底开始出货64位基于ARMv8的Opteron A1100（代号Seattle）服务器处理器，但实际上，AMD目前正专注于x86——从台式机到数据中心。从与AMD员工的交谈中可以感觉到，AMD的策略是：让Zen取得成功，然后再考虑Seattle等事情。

简单的说，AMD现在希望返回台式机和服务器市场，x86将会帮助它实现这个目标，而不是ARM架构，后者更多地是在移动和嵌入式领域。“软件已经都有了，但是ARM的生态系统必须要强化，如果它希望ARM服务器崛起的话，”一位AMD高管说。

解析Zen

AMD公司首席技术官Mark Papermaster展示了该微架构的概览，包括一些新的功能特性。有一件事情，如果你不知道或者还没有意识到的话，那就是Zen市一中同步多线程（SMT）的设计，每个核心有两个硬件线程，而不是Bulldozer有些奇怪的集群方式，对一些用户来说可能会影响性能。使用SMT会增加模片大小，这对设计工程师来说是一件头疼的事情，但至少你会获得多线程和浮点性能。

“我们已经改善了浮点单元，”Papermaster补充说。“我们对Zen的浮点性能很满意，这是有针对性的优化。”

Zen有8MB的共享L3缓存，每个核心一个统一的512KB L2缓存，以及64KB指令缓存，以及每个核心32KB数据缓存。

这里显示了缓存如何融入整个结构中。Zen还采用了比上一代更广的指令窗口，使其可以在任何时候顺序执行更多代码，从而进一步优化指令顺序以实现吞吐量的最大化。

我们得知，Zen的分支预测相比上一代有所改善，还有针对微操作的缓存——简单来说，就是每个执行指令所采取的步骤。但一个指令执行了之后，就会分割为微操作，从CPU的微代码获取；Zen缓存这些微操作查询以提升效率。

AMD还花了一些精力来降低功耗：现在有一种机制可以关闭未使用的芯片块，从而最大限度减少处理器的电流消耗和功耗。现在有很多芯片都用了这种控制机制。AMD对此尤为自豪。但是现在还没有关于功耗的数据，不过AMD称是“很有竞争力的TDP”。

下周我们将会报道Hot Chips大会，透露更多关于Zen的信息。到目前为止，我们所知道的就是AMD仍然承诺会持续开发这种微架构。在有产品规格、价格和独立基准测试数据出来之前，没有人会对此太过兴奋的。

Moor Insights and Strategy技术行业分析师Patrick Moorhead向我们表示，他对目前看到的和听说的都很看好。

“昨天晚上AMD关于Zen的展示，在性能方面是很有吸引力的，”他说。“AMD说，功耗是有竞争力的，我们看到的主频到最终生产的时候会更高一些，我们看到的到时候会大规模生产出来。”

“所有这些听上去都很正面。从现在到发布这期间还有很多执行的工作，但至少我相信AMD现在在处理器方面的定位要比此前多年来好得多。在我看来，这是十年来我看到AMD CPU最重要的一件事。”