AMD_Ryzen

**AMD Ryzen**（/ˈraɪzɛn/ _RYE-zen_），中文譯名為**銳龍**，是超微半導體（英語：AMD）開發並推出市場的 x86 微處理器系列，是 AMD Zen 微架構的微處理器產品之一。其純 CPU 產品線於 2017 年 3 月上市販售，以 Ryzen 為品牌命名的 APU 產品線於 2017 年 10 月上架。「Ryzen」品牌於 2016 年 12 月 13 日 AMD 的 New Horizon 峰會上發表。

2017 年 2 月 22 日發表代號「Summit Ridge」的第一代 Ryzen 系列，取代 AMD FX 系列；2017 年 10 月發表代號「Raven Ridge」的 Ryzen APU 產品線；2018 年 4 月發表了代號「Pinnacle Ridge」的第二代 Ryzen 系列，是第一代 Ryzen 系列的小幅改良版；於 2019 年消費電子展中宣佈將於同年年中發表代號「Matisse」，採用 7nm 及支援 PCIe 4.0 之第三代 Ryzen 處理器。

## 概覽

### Zen 微架構

AMD Zen 是 AMD 於 2016 年中發表的 x86-64 微架構，接替 Bulldozer 微架構及其改進版本。Zen 微架構有兩種晶片，一種是代號「Zeppelin」的八 CPU 核心晶片，一種是代號「Raven Ridge」四 CPU 核心 + GPU 的晶片。

#### 「Summit Ridge」／「Whitehaven」核心

* 主流效能級平台使用 μPGA 封裝，Socket AM4 插座。極致效能型號採用與 Epyc 相同的 LGA 封裝，與 Socket SP3 相同規格的 Socket TR4。
* 僅支援 DDR4 記憶體，支援 DDR4-2666 單面（Rank）記憶體模組規格或 DDR4-2400 雙面記憶體模組規格、DDR4-2133 單面模組或 DDR4-1866 雙面模組，不過，2017 年 3 月下旬開始新推出的 AM4 主機板、更新舊 AM4 主機板的 BIOS 修正檔以後能支援至最高 DDR4-3200 之規格。
* 保留大部分 AMD FX 時代的指令集支援，包括 MMX、SSE/SSE2/SSE3/SSSE3/SSE4.1/SSE4.2、AES、CLMUL、AVX/AVX2、FMA3、CVT16/F16C、ABM、BMI1/BMI2、SHA。
* 8 核心處理器的晶片面積最大為 192 平方毫米，48 億個電晶體，8 核心型號的正式產品步進版本為 B1。而 8 核心以上的處理器型號採用多晶片模組的方式，將兩顆 8 核心的晶片拼接在一塊 PCB 基板上。
* 最初的 Ryzen Threadripper、Ryzen 7、Ryzen 5、Ryzen 3 系列皆為無內建 GPU 的設計，需要搭配獨立顯示卡方能組建 PC。後來推出的 AMD APU 產品線以 Ryzen 品牌行銷，內建有 GPU。
* 全系列不鎖定倍頻設定。
* 部分盒裝包裝的產品會搭配「Wraith Stealth」、「Wraith Spire」以及「Wraith Max」之原裝散熱器，後兩者還配備了 RGB 彩色 LED 燈光效果。舊有散熱器部分需要改裝扣具方能在 AM4 平台上使用
* 4 顆 x86 處理器核心及相應的 L2、L3 快取為一個 Zen 模組，模組之間和記憶體控制器、PCIe 控制器等使用 Infinity Fabric 匯流排連接，Infinity Fabric 是 HyperTransport 的擴展集。
* AMD SenseMI，使用 AMD Infinity Control Fabric 提供以下功能：
  * Pure Power，取代 Cool & Quiet，監控晶片電壓和時脈，調整處理器的節電狀態
  * Precision Boost，取代 Turbo Core，在熱設計功耗和溫度的限制下在預設時脈之上進行動態加速，對於有負載分配的核心盡可能加速，其餘閒置的 CPU 核心則盡可能進入休眠狀態。
  * XFR，全稱 eXtended Frequency Range，動態時脈擴展，在散熱條件允許的情況下盡可能將時脈和電壓（必要時）提升至超過 Precision Boost 所能提供的時脈加速幅度，但是這個功能需要主機板晶片組提供支援。
  * 使用人工智慧的神經網路式預測和智慧型快取，實現快取管理、對指令工作流進行最佳化。

#### 「Raven Ridge」核心

AMD 執行長蘇姿豐在 2017 年 3 月於 Reddit 的 AMD 板塊中透露 AMD APU 產品線核心代號「Raven Ridge」，換上 Zen 微架構的 CPU 核心和新的 GPU 核心， APU 處理器型號以 Ryzen 品牌行銷。2017 年 5 月，AMD 在 ComputeX 上表示 Ryzen APU 系列內建 4 個 CPU 核心和基於「Vega」GPU 微架構的 GPU ，除了桌上型電腦以外還有筆電型號設計的 Ryzen Mobile 系列。

2017 年 10 月，AMD 發表 Ryzen Mobile 系列，首發型號有 Ryzen 7 2700U 和 Ryzen 5 2500U，主要規格：

* 改進的 4 核心 8 執行緒的 CPU 部分，每個 CPU 核心 512 KB 二級快取（L2），共享 4 MB 三級快取（L3），時脈 2.0/2.2～3.8 GHz
* 降低對二級快取（L3）、記憶體存取時所需的時鐘週期
* 約 49.5 億顆電晶體，晶粒面積 210 平方毫米
* 支援雙通道 DDR4 記憶體，支援的記憶體時脈也高達 DDR4-2933，如果記憶體模組有 XMP/AMP 支援，可達到 DDR4-3400 + 之譜
* GPU 部分為 Vega 架構、8～11 CU 的規格、配備 UVD 等單元，時脈 1.1～1.3 GHz
* 內建 SATA、PCIe（包括 NVMe）、USB 等外接 I/O，可無需外接晶片組作為單晶片系統（SoC）使用
* 改進的電源管理，支援 cTDP（可組態 TDP） 從 12 W ~ 45 W

### Zen+ 微架構

Zen+ 是 Zen 的小幅改進版，採用格羅方德「12 奈米」LP（Leading Performance）工藝製作，該製程工藝實際上是同廠 14 奈米 LPP 工藝的改良版。主要的改進在於二級快取的存取效能、記憶體存取效能、AMD SenseMI 的改進（包括 XFR2），以達到更平穩的時脈和電壓的階梯級切換。

#### 「Pinnacle Ridge」/「Colfax」核心

與「Summit Ridge」相同的無 GPU 設計，不過 CPU 核心引入了來自「Raven Ridge」之 CPU 核心的改良要素。除此以外包括：

* 改善每個 CCX （CPU Complex）之間的通訊延遲，尤其是使用低時脈的記憶體時

不過，儘管仍維持不鎖定處理器倍頻的設定，對 Ryzen 7 2700X 的實測表明其本身的可超頻空間不高，在主動空氣冷卻的情況下也很難達成 4.5 GHz 以上的時脈，然而此時的 CPU 核心電壓已經處於危險等級。而對手 Intel 的 Core i7 8700K 預設就高達 4.7GHz 的 Turbo Boost 加速時脈，儘管它也必須大幅強化供電及散熱組件（一般需要液冷套件）方能達成超頻至 5 GHz 的結果。

### Zen 2 微架構

CCX 採用台積電 7nm 製程，I/O 控制晶片由格羅方德製造。較 Zen+ 明顯改善效能。

### Zen 3 微架構

CCX 一樣採用台積電 7nm 製程，最後一代 AM4 插座。

### Zen 4 微架構

CCX 採用台積電的 5 nm 製程，使用 AM5 插座。

## 處理器列表

### 基於 Zen 微架構

#### 桌上型處理器

##### Ryzen Threadripper 系列

本系列採用 Socket TR4 插座，支援四通道記憶體（由兩個雙通道記憶體控制器提供支援），最多提供 64 個 PCIe 通道，本系列採用多晶片模組，代號「Whitehaven」，實際上是將 4 個代號為「Zeppelin」的 8 核心晶片封裝於處理器基板上（視良率而開啓部分 CPU 核心等部分），也是第二款消費級電腦平台上使用 NUMA 結構的處理器系列（上一款是 AMD Quad FX）

資料來源：

##### Ryzen 7 系列

本系列採用 Socket AM4 插座，代號「Summit Ridge」，採用一顆「Zeppelin」、完整開啓兩個 CCX 所有 CPU 核心但原生無內建 GPU 的晶片，支援雙通道記憶體，最多可為顯示卡提供 16 條 PCIe 通道

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##### Ryzen 5 系列

本系列採用 Socket AM4 插座，本系列分為兩種晶片設定。
無 GPU 的型號採用一顆「Zeppelin」、開啓兩個 CCX 中的部分 CPU 核心、原生無內建 GPU 的晶片，支援雙通道記憶體，最多可為顯示卡提供 16 個 PCIe 通道

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內建 GPU 的型號代號為「Raven Ridge」，採用原生有一個 CCX、有內建 GPU 的晶片，支援雙通道記憶體，最多可為顯示卡提供 8 個 PCIe 通道；GPU 代號 Radeon Vega 11，組態有 11 組 CU；型號結尾帶「E」的為低功耗版本：

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##### Ryzen 3 系列

本系列採用 Socket AM4 插座，本系列分為兩種晶片組態。
無 GPU 的型號採用一顆「Zeppelin」、開啓兩個 CCX 中的部分 CPU 核心、原生無內建 GPU 的晶片，無同步多執行緒的支援，支援雙通道記憶體，最多可為顯示卡提供 16 個 PCIe 通道：

資料來源：

有 GPU 的型號代號為「Raven Ridge」，採用原生有一個 CCX、有內建 GPU 的晶片，但與 Ryzen 5 系列的相比原生關閉了同步多執行緒，支援雙通道記憶體，最多可為顯示卡提供 8 個 PCIe 通道；GPU 為 Radeon Vega 8，組態有 8 組 CU；型號結尾帶「E」的為低功耗版本：

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##### Athlon 系列

本系列採用 Socket AM4 插座，均為原生有一個 CCX、有內建 GPU 的「Raven Ridge」晶片，只有兩個 CPU 核心被開啟，但支援同步多執行緒，支援雙通道記憶體；GPU 爲 Radeon Vega 3，組態有 3 組 CU；型號結尾帶「E」的爲低功耗版本：

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表格清單附註：

#### 筆記型電腦處理器

Ryzen Mobile 2000 系列處理器全數使用「Raven Ridge」晶片，含一個 CCX（有 4 個 CPU 核心），BGA 封裝的 Socket FP5，支援雙通道記憶體，內建 GPU，部分型號還不會開啓同步多執行緒。

##### Ryzen 7 Mobile 系列

Ryzen 7 2800H 的 GPU 部分為 Radeon Vega 11，Ryzen 7 2700U 及 Pro 2700U 的 GPU 部分為 Radeon Vega 10

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##### Ryzen 5 Mobile 系列

本系列的 GPU 部分為 Radeon Vega 8，規格與桌機 Ryzen 3 2200G 使用的 Radeon Vega 8 一致

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##### Ryzen 3 Mobile 系列

本系列的內建 GPU 有 Radeon Vega 6 和 Vega 3，前者有 6 組 CU，後者爲 3 組 CU。

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#### 嵌入式平臺

2018 年 1 月，AMD 發表了 Ryzen Embedded V1000 系列 APU，適用於嵌入式裝置（如工業過程控制用主機、POS 機台、精簡客戶端、醫療衛生影像、數位電子看板等）。全部均支援雙通道 DDR4 記憶體，含內建 GPU（Radeon Vega 3、Vega 8 以及 Vega 11，以 CU 數為 GPU 型號結尾），使用 BGA 封裝的 Socket FP5 介面。

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表格清單附註：

### 基於 Zen+ 微架構

#### 桌上型處理器

第二代 Ryzen 系列代號「Pinnacle Ridge」，是「Summit Ridge」的改良版本，除了 Threadripper 系列使用 Socket TR4 並支援最高八通道記憶體以外，均採用 Socket AM4 連接介面和支援雙通道記憶體。

##### Ryzen Threadripper 系列

Threadripper 2000 系列於 2018 年 Computex 上發表，採用 Socket TR4 插座，支援最高四通道記憶體（由四個雙通道記憶體控制器提供支援），最多提供 64 個 PCIe 通道，本系列採用多晶片模組，代號「Colfax」，實際上是將 4 個與「Pinnacle Ridge」相同的 8 核心晶片封裝於處理器基板上（視良率而開啓部分 CPU 核心等部分），最高會有 32 個 CPU 核心的組態，3.0 GHz 以上的基準時脈，最高 TDP 也達到 180W～250W，其盒裝版本配備了一個高達 14 條導熱管的大體積散熱器。若主機板廠商提供 BIOS 韌體更新的話，Threadripper 2000 系列也會相容於供電設計足夠、已有的使用 AMD X399 晶片組的主機板上。不過，由於仍維持四通道記憶體的規格，四顆晶片共享其中的兩個記憶體控制器，面對記憶體存取吃重的應用程式可能會有存取延時加大的問題。

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##### Ryzen 7 系列

本系列採用 Socket AM4 插座，最多可為顯示卡提供 16 個 PCIe 3.0 通道。

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##### Ryzen 5 系列

本系列採用 Socket AM4 插座，最多可為顯示卡提供 16 個 PCIe 3.0 通道

內建 GPU 的型號代號為「Picasso」，採用原生有一個 CCX、有內建 GPU 的晶片，支援雙連結記憶體，最多可為顯示卡提供 8 個 PCIe 3.0 通道；GPU 代號 Radeon Vega 11，組態有 11 組 CU；

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##### Ryzen 3 系列

本系列採用 Socket AM4 插座，最多可為顯示卡提供 16 個 PCIe 3.0 通道。

內建 GPU 的型號代號為「Picasso」，採用原生有一個 CCX、有內建 GPU 的晶片，支援雙連結記憶體，最多可為顯示卡提供 8 個 PCIe 3.0 通道；GPU 代號 Radeon Vega 8，組態有 8 組 CU；

#### 筆記型電腦處理器

AMD Ryzen 3000 系列筆記型電腦處理器採用整合 GPU 設計，採用 Socket FP5 插槽。

### 基於 Zen 2 微架構

#### Ryzen Threadripper

採用 Socket sTRX4 插座，不相容 Socket TR4 插座。

#### 桌上型處理器

本系列採用 Socket AM4 插座，最多可為顯示卡擴充 16 條 PCIe 4.0 通道。

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表格清單附註：

#### 筆記型電腦處理器

AMD Ryzen 4000 系列筆記型電腦處理器採用 Zen 2 微架構微架構，整合圖形處理器，採用全新 Socket FP6 插槽，但不支援 PCIe 4.0。

#### 桌面 APU

### 基於 Zen 3 微架構

#### CPU

基於 Zen 3 微架構的桌面 Ryzen 5000 CPU 預計將於 2020 年發布。它們採用改進的 7 奈米製造工藝。Ryzen 5000 CPU 核心的代號為 Vermeer。Threadripper 5000 CPU 核心代號為 Genesis。

### 基於 Zen 3+ 微架構

#### CPU

2021 年 AMD 會推出 6nm 的 Zen3+，代號 Warhol

### 基於 Zen 4 微架構

#### CPU

2022 年 9 月推出，採用 Socket AM5 插槽，不再相容過往 AM4 插槽的 Ryzen CPU，同時自 Ryzen 7000 系列起，CPU 將只支援 DDR 5 記憶體規格，不會相容 DDR 4 記憶體。

#### SoC

2023 年 4 月，AMD 宣布搭載 Zen4 架構 CPU 以及 RDNA3 架構 GPU 的行動端 SOC Z1 系列。由 ROG 的 Ally 掌機率先搭載。

## 參考資料

## 參見

* AMD Athlon
* AMD APU
  * AMD 加速處理器列表
* AMD Epyc

## 外部連結

* 官方網站（英文）
* 官方網站（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（繁體中文）
* 官方網站（簡體中文）
* AMD が新 CPU「Ryzen 7」を発売。続けて「Ryzen 5」と「Ryzen 3」も投入へ（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（日語）
* AMD「Ryzen 7」の半導體チップの姿（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（日語）
* cpu-collection.de AMD Athlon processor images and descriptions
* AMD's New Horizon summit（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） Ryzen 7 發表