一文看懂AMD的Zen 3内核芯片我们已经很长时间没有看到一

我们已经很长时间没有看到一个新CPU性能较之上一代能有明显的提升的状况出现，而AMD的Ryzen 5000系列产品以及他们的新Zen 3内核就做到了这一点。
虽然我们只有很短的时间来使用功能全面的Ryzen 5950系统，但这就足够给我们留下了深刻的印象。 Linux Mint 20的启动速度是如此之快以至于引人注目，这实际上是我们日常主要系统花费时间的一小部分。其中大部分取决于PCIe4 SSD ，但CPU不得不在输入数据时对其进行处理。
在系统上花了几分钟的时间后，我们在技嘉X570 Aorus Master主板上搭配了AMD Ryzen 9 5950X、三星980 Pro PCIe4 SSD和16GB GSkill Trident Z Royal DDR4-3600内存，该系统在所有内核上均以1.25V的电压在4.5GHz频率运行。
考虑到所有这些，在我们看来，有一件事也很突出，该系统速度非常快。由于它是目前市场上最高端的游戏PC ，因此您希望它能发布出最好的数字，并且对网络的简要了解表明它确实符合SemiAccurate的早期主张，即“ AMD应该在现在一切上取胜，而英特尔没有回应” 。唯一真正的问题是它如何到达那里，这是一个漫长的故事。
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Ryzen 5000 Chiplet布局如果您查看Ryzen 5000 CPU的高级框图，它们看起来就像基于Zen 2的Ryzen 3000 。他们有一个或两个CCD ，但是基于经过改进的7纳米制程（在Intel语言中为+或++）和一个cIOD 。该cIOD与R3K产品线中的cIOD完全相同，而这颗来自Global Foundries 12nm的芯片面积为125平方毫、拥有20.9亿个晶体管，整个die几乎没有任何改变。
在CCD方面，几乎所有方面都发生了变化，但现在我们将重点关注在die本身上。这些变化需要一个新的封装，其接线方式不同，但仅此而已。每个CCD为80.7平方毫米，包含41.5亿个晶体管。这意味着单个CCD封装的总硅面积为205.7平方毫米，两个CCD SKU的总硅面积为286.4平方毫米。更令人印象深刻的是， AMD能够提高DDR4-4000支持的内存速度，而无需更改包含内存控制器的cIOD 。对于基于Milan的服务器产品，这具有一些非常有趣的含义，但这又是另一回事了。
更多缓存：
深入研究CCD ，我们会看到一些差异出现，特别是在核心组织层面。 Zen 2 / Rome CCD逻辑上细分为两个4C CCX ，每个CCX具有16MB的L3缓存。这两个高速缓存片和核心群集没有直接连接，要使核心4与核心5进行通信，它必须离开裸片，转到cOID ，然后返回同一CCD上的另一个CCX 。这是巨大的功耗浪费，还增加了延迟，而且通常不是一个好主意。您唯一能说的好事是，任何两个CCX之间的延迟都相当一致。
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Zen 2 vs Zen 3 的CCX安排???????????Zen 3 / Milan通过将CCX升级为具有32MB可直接访问的L3缓存的8C来解决此问题。每个L3高速缓存块都经过地址切片（address sliced），但转到另一个CCD仍意味着需要进行一些封装和cIOD traversals ，并且链接的负载远小于Zen 2设备上的负载。借助少量的OS调度程序支持或软件优化，这将带来整体性能显著提高。不利的一面在于，较大的L3意味着延迟从16MB Zen 2 L3中的39个周期增加到Ryzen 5000中的46个周期。总体而言，最坏的情况稍差一些，但平均性能和实际性能要好得多。
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Zen 3的缓存层次结构在L1和L2缓存上， Zen 3与上一代相比没有太大变化。 L1 I $和D $仍然分别为32K ，而L2仍为512K ，这三个延迟均保持不变。 L3则是高速缓存的“受害者” ，因此仅当从L2撤出东西时才填充它，但它具有阴影标签，因此其他内核可以从同一裸片上的L2中拉出而无需掉头到内存控制器。
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从核心开始，带宽也得到了改善，该核心现在可以每个周期执行三个负载或两个存储，除非它是一个256b操作，分别最大为2和1 。内存路径始终为32B /周期，但L3写入内存的方式仅为16B /周期。除此之外，从上表中可以看到，一切变化不大。一切都相同或更好，并且在实际工作负载中显示出了好处。
进入核心：
Zen 3核心是全新的，其整数管道（Integer pipes）从7扩展到10 ， FP从4扩展到6 ，并且据称可以更好地利用一切。 AMD将新内核的目标描述为性能，延迟和效率的提升，但净能耗没有增加。据了解。其IPC增长了19％，每瓦性能提高了24％，所有这些似乎都表明AMD达到了目标。