AMD Zen จะแรงกว่า FX 8350  ถึง 2 เท่า!!

AMD Zen Eight Core CPU Delivers Double The Performance Of The FX 8350, A Real Challenger To Intel i7 5960X Extreme Edition

AMD ได้เปิดเผยถึงประสิทธืภาพของตัว Zen ว่ามีมากขึ้นถึง 40% ในด้าน IPC/instructions-per-cycle หากเทียบกับ excavator ตัวเลข 40% IPC ที่ดีขึ้นนี้ได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของ Zen ที่เพิ่มขึ้นต่อ clock หากเปรียบเทียบกับตัวโครงสร้างฐาน AMD’s CPU architecture รุ่นที่แล้วที่รู้จักกันว่า Excavator. กล่าวถึงการเปรียบเทียบกันระหว่าง ขีดความสามารถของสถาปัตยกรรม/architectural ของ zen กับ Excavator ก็จะสามารถให้รายละเอียดได้ดังนี้

เมื่อเปรียบเทียบกัย AMD’s “Orochi” quad module, ที่มี 8 แกน/core ที่มาขับเคลื่อน FX 8350, ตัว Zen ที่เป็น desktop Summit Ridge 8 แกน/core CPU มีประสิทธิภาพเป็นสองเท่า ในบททดสอบ Cinebench R15. หมาบความว่าแกนของ Zen เพียง core เดียวสามารถมีผลต่อ Piledriver cores ทั้งสองแกนเท่าๆกันในด้านประสิทธิภาพ. ซึ่งเป็นผลมาจากตัวสถาปัตยกรรมตัวใหม่ที่เพิ่มประสิทธิภาพได้ต่อT clock และเพิ่มในด้านการประมวลผลหรือทำงานของ Zen’s simultaneous multithreading/ตัว process และ thread ที่แชร์แกนหรือหลายแกนร่วมกัน

และอีกเหตุผลที่สำคัญก็คือ ตัว AMD’s Orochi dies ล่าสุดนั้นมี Piledriver cores เป็นองค์ประกอบ ไม่ใช้ Excavator.แกน Excavator นั้นจะเร็วกว่าประมาณ 15% ต่อ clock เมื่อเทียบกับ Piledriver ซึ่งก็ทำให้ตัว Zen นั้นสามารถมีประสิทธิที่เพิ่มขึ้นถึง of 60% เมื่อเทียบกับ Piledriver ในด้านประสิทธิภาพต่อ clock. ซึ่งก็จะทำให้ FX 8350 จาก Zen ไปอยู่ในตำแหน่งเดียวกันกับ Intel 8 core i7 5960X

Summit, AMD 8 core Zen CPU

ระหว่างที่ตัวเลขทางด้านประสิทธิภาพที่ออกมานั้น ทาง AMD ก็ได้เปิดเผยรูปถ่าย ตัวแว่นเวเฟอร์/wafer ของตัว “Summit” 8 แกน die. รูปถ่าย die ตัวนี้จะเป็นของ Zen FX CPUs ที่กำลังจะออกมา.

ตัว Summit die มีรูปทรงสี่เหลี่ยม โดยมีหน่วยทำหน้าที่คำนวณอยู่สองกลุ่ม/computing โดยในแต่ละกลุ่มจะประกอบไปด้วย แกน Zen 4 cores. ทั้งหมดก็จะเป็น 8 แกน Zen cores ในแต่ละ die. และแต่ละแกนในกลุ่ม cluster ก็จะมี 4 แกนที่จะแชร์ L3 cache พร้อมกับอีกสามแกนที่อยู่รวมกันใน cluster เดียวกัน. และตัว DDR4 PHY ถูกวางตำแหน่งตรงที่มุมด้านซ้ายของ die. และในส่วนที่เป็น DDR4 memory controller ตัว Summit SOC ก็จะมีตัว northbridge(เป็นชิปเซ็ตที่มีไว้สื่อสารกับตัว processor และ control ทำหน้าที่ตรงส่วนของ memory) และยังรวมถึง I/O logic.

ในปีที่แล้ว ข่าวทาง AMD วางแผนว่าจะเปิดตัว Zen based FX CPUs ภายในปลายปีนี้และ Zen based APUs ในปี 2017. และในบทความนี้ก็จะกล่าวถึงรายละเอียดของตัว Zen CPUs, APUs, AM4 motherboards และ องค์ประกอบหรือฟังค์ชั่นใหม่ๆที่ไม่เคยเป็นข่าวมาก่อน

Desktop Zen CPUs เป็นส่วนหนึ่งในตระกูล “Summit Ridge” family. ซึ่งจะเป็นอีกรุ่นที่จะอยู่ในกลุ่มสินค้าระดับ high-end Zen based FX CPUs ที่จะมีจำนวนแกนที่มาก/“high core counts” และจะวางตำแหน่งในตลาดระดับบน

AMD ประกาศเอาไว้ว่าจะเปิดตัวกลุ่ม FX CPUs ทั้งหมดภายในปีนี้ซึ่งทั้งหมดจะอยู่บนโครงสร้างใหม่ ซึ่ง Zen FX CPUs ก็คือสิ่งที่ทาง AMD หมายถึงในตระกูล “Summit Ridge”.ในโครงสร้างใหม่จะมีองค์ประกอบตัว socket ใหม่พร้อมด้วยการรองรับ DDR4 memory support.  AM4 ก็จะเป็นอีกหนึ่งโครงสร้างที่จะมารองรับตัว Bristol Ridge APUs ที่กำลังจะออกมา. ซึ่งทาง AMD เคยกล่าวเอาไว้ว่าจะทำให้สินค้าที่เป็น desktop computing products ให้สามารถอัพเกรดได้ด้วย โครงสร้างพื้นฐานตัวเดียวกัน นั้นก็คือตัว AM4 หรือจาก APUs ไปเป็น CPUs.

CPU Architecture สำหรับ Gamers, Professionals/ผู้เชี่ยวชาญสาขาอาชีพ & Datacenter/ศูนย์ข้อมูล

ดูเหมือนตัว Zen เป็นอะไรที่ทาง AMD ได้ให้เวลาในการทุ่มเทและพัฒนามาร่วม 10 ปี เป็นตัวแรกที่ทางบริษัทพยายามจะวางตำแหน่งให้ไปอยู่ในตลาดบน ซึ่งเคยได้รองมาแล้วเมื่อ 5 ปีที่แล้ว Zen ถือว่าได้เป็นบรรทัดฐานใหม่ของทางบริษัทในหลายรูปแบบด้วยกัน และเป็นตัวที่ทางบริษัทภาคภูมิใจตั้งแตตัว Phenom. และเป็นตัวแรกที่เป็น CPU จาก AMD ที่สามารถเทียบเคียงบ่าเคียงไหล่ได้กับทาง Intel ในด้าน process technology ตั้งแต่ตัว Athlon. แต่ในตลาดของ CPU นั้นส่วนใหญ่จะเป็นชอง Intel. แต่ครั้งนี้ด้วยสถาปัตยกรรมรูปแบบใหม่จาก Zen มันจะไม่เหมือนเดิม

และดูเหมือนโชคอาจจะเข้าทาง AMD ในปีนี้, ซึ่งด้วยทั้งประสบการ์ณและความพยายามจึงทำให้ Zen น่าจะสำเร็จได้อย่างแน่นอน เป็นเวลา 10 ปีกว่าจะมาถึงตรงนี้ กว่าจะเทียบรุ่นกับ Intel Extreme Edition CPUs ได้ และนี้อาจจะเป็นการสู้ครั้งสำคัญของทาง AMD ที่จะมาพนันกับเจ้าตลาด

ผลทดสอบจาก AIDA64 benchmark ได้ให้น้ำหนักเพิ่มมากขึ้นกับตัว Zen based Summit Ridge รวมถึง Raven Ridge FX CPUs และ APUs ในปีที่แล้ว. ตัว Raven Ridge จะเหนือกว่า Bristol Ridge และจะเป็น APUs รุ่นแรกที่จะใช้โครงสร้างฐานของ Zen, ส่วน Bristrol Ridge จะอยู่บนโครงสร้างฐานที่ถูกปรับปรุงขึ้นมาใหม่ 28nm Excavator core. มีข่าวออกมาหลายทางว่า ทาง AMD กำลังง่วนอยู่กับ Zen APUs หลายรุ่นด้วยกัน ซึ่งจะมีตัว built-in GPUs/ประกอบมาพร้อม และเกี่ยวกับการเพิ่มขีดความสามารถให้ตัว bandwidth memory.

ในด้านตลาด server ทาง AMD เตรียม Zen based CPUs ที่มีแกนจำนวน 32 cores และ 64 threads. ซึ่งนั้นมัน 4 เท่ากับตัว server ปัจจุบันที่ทาง AMD ทำอยู่.

AMD’s Zen Core

14nm FinFET Process

Samsung’s 14nm FinFET process ซึ่งจะเป็นองค์ประกอบหลักของทาง AMD’CPU, APU และ GPU ในรุ่นใหม่ๆทั้งหมด. ตัว 14LPP process ประกอบไปด้วย 3D finfet transistors และมี gates/ช่องว่างที่เล็กกว่าตัว 28nm. จำนวน Chips ที่วางอยู่บน 14LPP process จะมีความหนาแน่นเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับ 28nm. โดยเฉพาะตัว transistors ที่อยู่บน 14nm FinFET จะมีขีดความสามารถในการทำงานที่่เร็วกว่ามาก ซึ่งจะส่งผลให้มีย่านความถี่ที่สูงขึ้น และประหยัดพลังงานมากขึ้น และทำให้ประหยัดพลังงานลงไปกว่าครึ่ง

ผังการทำงานและการออกแบบของตัวแกน Zen.

รูปด้านบนได้แสดงให้เห็นข้อเปรียบเทียบระหว่าง Zen และ AMD’s Steamroller CPU core. ซึ่งเป็นรุ่นที่สามของ Bulldozer design ซึ่งมองดูแล้วเหมือนกับทาง Excavator, เป็นรุ่นที่สี่ของ Bulldozer based core. แต่มีจุดสำคัญที่แตกต่างจากตระกูล bulldozer family.

ทาง AMD ได้ยกเอาแนวทางของ CMT – clustered multi-threading – ออกไปและนำเอา SMT – sumultaneous multi-threading –มาใช้แทน. ก็หมายความว่าในแต่ละแกนของ Zen core สามารถทำงานร่วมกับ threads 2 threads ไปพร้อมๆกัน. แกนแรกเป็นตัวหลัก, ตอบสนองแบบรวดเร็วและตัวแกนที่สองก็ขึ้นอยู่กับโอกาสที่จะใช้

แต่ใน Bulldozer แกนจะตอบสนองกับ ทั้งสอง threads เท่าๆกัน. ซึ่งสามารถปล่อยผ่าน clusters ขนาดใหญ่ทั้งสองที่แยกกันอย่างอิสระด้วยในหน้าต่างเดียว/ single front-end. วิธีนี้ประหยัดพื้นที่กับการที่สองแกนและส่งผ่าน clusters ขนาดใหญ่ทั้งสองผ่านไปยัง threads. แต่ก็มีข้อดีของ Zen’s SMT ที่สามารถยับยั่งการดำเนินงานได้ดีกว่า Bulldozer CMT. อย่างแรกเลยก็คือสามารถสร้างกลุ่ม cluster ที่มีขนาดใหญ่พร้อมด้วยขีดความสามารถของ threaded ที่สูงกว่า. และอีกอย่างที่มีประโยชน์ก็คือยังเหลือช่องว่างและประหยัดพลังงาน

สรุปได้ว่าผลของการดำเนินงานหรือการตอบสนองนั้นทั้งสอง treads ในแต่ละแกนของ SMT core เทียบกับ threads ทั้งสอง ในแต่ละแกนของ CMT module. ทาง SMT style core จะสามารถมีประสิทธิภาพที่สูงด้วยเพียง threaded เดียว เป็นเพราะว่า ในแต่ละแกนของ Bulldozer module จะประกอบไปด้วย clusters สองกลุ่มใหญ่ๆ และช่องหน้าต่างหนึ่งช่อง/single floating point unit ซึ่งจะทำให้การทำงานหรือการตอบสนองนั้นล่าช้าลง แต่ในแกน Zen แต่ละ core จะมีกลุ่ม cluster ขนาดใหญ่อยู่หนึ่งและหนึ่งช่องหน้าต่างขนาดใหญ่/floating point unit,ซึ่งจะทำให้การปฎิบัติหน้าที่นั้นดูมีสมดุลที่ดีกว่า

กลุ่มวิศวกรของทาง Zen ได้ชี้ข้อบกพร่องของตัว Bulldozer เอาไว้ว่า ทั้ง Bulldozer และ Intel’s Sandy Bridge – และยังรวมไปถึงตัวโครงสร้างฐานของ Intel architectures ในรุ่น Skylake ไว้ว่าการทำ clock speeds ให้มีค่าสูงขึ้นนั้นยาก. ยิ่งมีการดัดแปลงก็จะยิ่งเกิดการดีเลย์/latency ผลก็คือการคาดเดาหรือตอบสนองกับคำสั่งนั้นผิดพลาด

การดีเลย์ที่เป็นผลจากการตอบสนองกับคำสั่งที่ผิดพลาดเป็นสิ่งที่รับไม่ได้ ซึ่งทาง Intel ได้เสนอวิธีการแก้ไขด้วยตัว micro-op cache กับสายพันธ์ Sandy Bridge. ก็ดีขึ้นแต่ไม่หมด และนี้คือเหตุผลที่ทำไม Sandy Bridge ถึงทำงานได้ดีกว่ากับ single threaded performance ซึ่งตรงกันข้ามกับ Bulldozer. ส่วนทาง AMD ก็ใช้วิธีนี้เช่นกันกับตัว Zen.

AM4 : เป็น Socket แบบเกาเหลา

ตัว Summit Ridge และตัว AM4 platform จะออกมาเปิดตัวแน่นอนในปีนี้ ตัว Summit Ridge CPUs จะมีทั้งหมด 8 รุ่นด้วยกัน โดยจะแบ่งเป็น 2 กลุ่ม 6 และ 4 Zen cores. ตัว 4 แกน จะเป็นรุ่นที่ต่ำที่สุดที่เป็น Summit Ridge CPU. CPUs ทั้งหมดจะมาพร้อมตัวโครงสร้างฐานใหม่ รองรับ PCIe 3.0 dual channel DDR4 memory controllers, จำนวน L3 cache ที่มากและการอัพเดทในส่วนที่เป็นการต่อขยายของ storage

ทาง AMD ได้กล่าวเอาไว้ว่า ทางบริษัทได้ทุ่มเทเวลาในด้านการพัฒนาตัว AM4 platform และ Zen CPUs เพื่อที่จะมารองรับเทคโนโลจีสมัยใหม่ให้ครบทุกด้าน และแน่นอน สามารถรองรับ USB 3.1, M.2 SATA และ NVMe พร้อมด้วยตัว Zen มีระบบทำความเย็นรุ่นใหม่ Wraith coolers ที่ไม่จำเป็นต้องซื้อระบบทำความเย็นตัวอื่นมาใช้ให้เปลืองเงิน เพราะสิ่งที่ให้มาดีพอแล้ว

ที่มาเครดิต
http://wccftech.com/amd-zen-cpu-performance-double-fx-8350/