Zen 2

Dos procesadores Zen 2 diseñados con el enfoque de módulo de múltiples chips. El procesador de la izquierda (utilizado en los procesadores Ryzen para segmento de consumo general) utiliza un chip de E/S más pequeño, con menos menos funciones y hasta dos chip CCD (sólo hay uno en este ejemplo en particular), mientras que el de la derecha (utilizado en procesadores del segmento entusiasta de escritorio (HEDT) Ryzen Threadripper y los de segmento servidor, AMD Epyc) utiliza un chip de E/S más grande, con más funciones y hasta ocho CCD

Zen 2 es una desviación significativa del paradigma de diseño físico de las arquitecturas Zen anteriores, Zen y Zen+. Zen 2 se cambia a un diseño de módulos multichip en donde los componentes de E/S del procesador están separados en un chip aparte, que también se le llama chiplet en este contexto. Esta separación tiene beneficios en la escalabilidad y capacidad de fabricación.. Como las interfaces físicas no escalan muy bien con las reducciones en el proceso de fabricación, su separación en diferentes chips permite que estos componentes puedan ser fabricados en un proceso de tamaño de nodo más grande y maduro que el proceso usado para un chip de procesador. Los chips de procesador (referidos por AMD como Core Complex Dies o CCDs), ahora más compactos debido a la separación de los componentes E/S en otro chip, pueden ser fabricados con un proceso de litografía más pequeño, con menores defectos de fabricación de los que tendría un chip de mayor tamaño (ya que el número de defectos es proporcional al tamaño del circuito integrado). Adicionalmente, el chip central de E/S puede comunicarse con varios chiplets, facilitando la construcción de procesadores con una gran cantidad de núcleos.[14][15][16]

Ilustración simplificada de la microarquitectura Zen 2

Con Zen 2, cada chiplet de procesador alberga 8 núcleos, dispuestos en dos core complexes (CCX) de 4 núcleos cada uno. Estos chiplets están fabricados con un tamaño de nodo MOSFET de 7 nm de la compañía TSMC y tienen un tamaño aproximado de 74 a 80 mm².[15] El chiplet tiene unos 3.900 millones de transistores, mientras que el IOD de 12 nm (el chip E/S) es de unos 125 mm² y tiene unos 2090 millones de transistores.[17] La cantidad de caché L3 se ha duplicado a 32 MiB, ahora cada núcleo de un chiplet de 8 núcleos tiene acceso a 4 MiB de caché L3 comparado a los 2 MiB de Zen y Zen+.[18] El rendimiento de las instrucciones AVX2 mejora enormemente con un aumento en el ancho de la unidad de ejecución de 128 bits a 256 bits.[19]

Existen múltiples variantes de los chips E/S: uno fabricado por GlobalFoundries con un proceso de litografía de14 nanómetros, y otro fabricando por la misma compañía con un proceso de 12 nanómetros. Los chips de 14 nanómetros tienen más funciones y son usados en los procesadores EPYC "Rome", mientras que las versiones de 12 nm se utilizan para procesadores del segmento consumidor.[15]

La arquitectura Zen 2 de AMD puede ofrecer un mayor rendimiento con un menor consumo de energía que la arquitectura Cascade Lake de Intel, un ejemplo, el AMD Ryzen Threadripper 3970X con un TDP de 140 W en modo ECO ofrece un rendimiento superior al Intel Core i9-10980XE que tiene un TDP de 165 W.[20]

El 26 de mayo de 2019, AMD anunció seis procesadores Ryzen de escritorio basados en Zen 2 (con el nombre en clave "Matisse"). Estas incluyeron variantes de 6 y 8 núcleos en las líneas de productos Ryzen 5 y Ryzen 7, así como una nueva línea, Ryzen 9, que incluye los primeros procesadores de escritorio para el segmento general de 12 y 16 núcleos de la compañía.[24]

La segunda generación de los procesadores Epyc de AMD, con el nombre en clave "Rome", cuentan con hasta 64 núcleos y fueron lanzados el 7 de agosto de 2019.[7]

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