Zen 2

Zen 2 on AMD arvutiprotsessori mikroarhitektuuri koodnimi. See on AMD Zen ja Zen+ mikroarhitektuuride järeltulija ning see on valmistatud 7-nm tehnoloogia tasemel. 

Mikroarhitektuur toetab Ryzeni protsessorite kolmandat põlvkonda, tuntud kui Ryzen 3000 (laua arvuti jaoks), Ryzen 4000U/H ja Ryzen 5000U (mobiil seadmete jaoks), Threadripper 3000 (tööjamade jaoks), ja Ryzen 4000G (hübriid-protsessorina (ingl. APU)). Ryzen 3000 seeria protsessorid ilmusid 7. juulil 2019, samas kui Zen 2-põhised EPYC-serveri protsessorid ilmusid 7. augustil 2019. 2019. aasta novembris ilmus täiendav kiip Ryzen 9 3950X.

CES 2019 näitas AMD Ryzeni kolmanda põlvkonna insenerivalimit, mis sisaldas ühte kiipi 8 tuumaga ja 16 lõimega (ingl thread). Ka AMD tegevjuht Lisa Su loodab lõppkoosseisus oodata rohkem kui 8 tuumad. Computex 2019-is näitas AMD, et Zen 2 protsessoritel on võimalus sisadldada 12 tuumad ja mõni nädal hiljem ilmus E3 2019-l ka 16-tuumaline desktop protsessor, olles eelmainitud Ryzen 9 3950X.

Zen 2 sisaldab Spectre turvanõrkuse riistvaralisi leevendusi. Zen 2-põhised EPYC-serveri protsessorid kasutavad disaini, milles mitu protsessorit sureb (kokku kuni kaheksa), mis on toodetud 7 nm protsessil, kombineerituna 14-nanomeetrisse Sisend/Väljund-vormiga, selle kasutamisel toetatakse ühe pesa kohta kuni 64 füüsilist tuumdaga ja 128 threadiga. See arhitektuur on peaaegu identne protsessori Threadripper 3990X paigutusega. Zen 2 edastab takti kohta umbes 15% rohkem käsku kui Zen ja Zen +, 14- ja 12-nm mikroarhitektuurid, mida kasutatakse vastavalt esimese ja teise põlvkonna Ryzenil.

Nii PlayStation 5 kui ka Xbox Series X ja Series S kasutavad Zen 2 mikroarhitektuuril põhinevaid kiipe, millel on iga ettevõtte rakenduses varalised muudatused ja erinevad konfiguratsioonid, kui AMD müüb oma kaubanduslikult saadaval olevates hübriid-protsessorites (ingl. APU).

Disain 
Zen 2 liigub mitme kiibiga moodulikujundusele, kus protsessori Sisend/Väljund-komponendid on paigutatud eraldi, teises integraal skeemis, mida selles kontekstis nimetatakse ka kiibiks (ingl. chiplet). Sellel eraldamisel on eeliseid mastaapsuse ja valmistatavuse osas. Kuna füüsikalised liidesed vähenes ei ole eriti head, nende eraldamine erinevateks integraal skeemideks võimaldab neid komponente valmistada kasutades palju keerulisemad tehnoloogiad. CPU integraalskeem ise nüüd palju kompaktsem (sest Sisend/Väljund-komponendid on paigutatud eraldi) ja saab valmistada väiksema protsessiga, kus on vähem tootmisdefekte, sest kui suurem seadme, suurem on deffekti tõenäosus. Lisaks saab keskne Sisend/Väljund integraal skeem tooetada mitut kiibi, mis muudab suure hulga tuumaga protsessorite ehitamise lihtsamaks.

Zen 2 arhitektuur võimaldab iga CPU kiibile hoida 8 CPU tuumat, korraldatud (ingl. arranged) 2 tuumade klasteris (CCX), iga koosneb neljast CPU tuumadest. Ehk CCX (ingl. Core Complex) on teermin, mis kasutab AMD et kirjeldada füüsikalisi tuumade klaster. Koosneb neljast tuumadest. CCD (ingl. Core Complex Die) on kiib, mis koosneb kahest CCX-st. . CCD kiibil on valmistatud TSMC 7 nanomeetrise MOSFET-sõlme abil ja nende suurus on umbes 74–80 mm2. Kiibil on umbes 3,8 miljardit transistorit, samal ajal kui 12 nm Sisend/Väljund kiibil (ing. IOD) pindala on ~ 125 mm2 ja sellel on 2,09 miljardit transistorit. L3 vahemälu maht on kahekordistunud 32 MB-ni, kusjuures kiibi igal CCX-l on nüüd juurdepääs 16 MB-le L3-le, võrreldes 8 MB Zen-i ja Zen + -ga. AVX2 jõudlust parandab oluliselt rakendusüksuse (ingl. execution unit) laiuse suurenemine 128-bitiselt 256-bitisele. 

Sisend/Väljund kiibil on mitu varianti: üks on toodetud GlobalFoundries 14 nanomeetrise protsessiga ja teine sama ettevõtte 12 nanomeetrise protsessi abil. 14 nanomeetrisel integraalskeemilil on rohkem funktsioone ja neid kasutatakse EPYC protsessorite jaoks, samas kui 12 nm versioone kasutatakse tarbijaprotsessorite jaoks. Mõlemal protsessil on sarnased funktsioonide suurused, seega on ka nende transistori tihedus sarnane. 

AMD Zen 2 arhitektuur suudab madalama energiatarbega pakkuda suuremat jõudlust kui Inteli Cascade Lake'i arhitektuur, näiteks AMD Ryzen Threadripper 3970X, mis töötab 140 W nõutav jahutusvõimsusega (ingl. TDP) ECO-režiimis, pakkudes suuremat jõudlust kui Intel Core i9-10980XE, kusjuures TDP on 165 W.

Uus x86 käsustik 
Zen 2 tutvustas mitmeid uusi x86 juhiseid:

 CLWB - Kirjutada muudetud vahemälurida tagasi ja see võib vahemäluhierarhias säilitada
 WBNOINVD - Kirjutaad tagasi ja ära loputada sisemisi vahemälusid, algatada sama välistest vahemäludest
 MCOMMIT - Pühenduda (ingl. commit) salvestused mällu
 RDPID - Lugeda Protsessori ID
 RDPRU - Lugeda Protsessorite register

Protsessorite nimekiri

Töölaua protsessorid

Hübriid-protsessorid (APU)

Mobiil protsessorid

Server protsessorid

Viited 

AMD mikroprotsessorid