AMDs neue Mikroarchitektur Zen

Von | 8. Januar 2016

Zen-Prozessoren ab 2016 auf dem Markt

Nachdem es lange ruhig war um den Prozessorhersteller AMD, sollen Anfang dieses Jahres die ersten Chips mit der angekündigten neuen Zen-Architektur erscheinen. Bei dieser Mikroarchitektur für CPUs und APUs (Accelerated Processing Units) soll vor allem die Single-Core-Performance verbessert und die Anzahl der CPU-Kerne erhöht werden. Für die Konstruktion der neuen Prozessoren wurde als Chefentwickler Jim Keller eingesetzt, der schon für andere erfolgreiche Projekte wie Athlon XP und Athlon 64 verantwortlich war. Nach Insiderspekulationen greift  Zen unter anderem Ideen von Intels Skylake- und Haswell-Architektur auf.

ZEN

Die ersten Tests zu den neuen Prozessoren wurden bereits im November letzten Jahres abgeschlossen, Berichten zufolge wurden dabei alle Erwartungen erfüllt und der Release wird bereits jetzt mit Spannung erwartet. Der Desktop-Bereich soll dabei noch vor dem Servermarkt bedient werden, wovon vor allem Gamer profitieren. Diese ersten Zen-basierten CPUs sollen voraussichtlich bereits im vierten Quartal 2016 auf den Markt kommen und gelten als bezahlbare High-End-Produkte. Mit der fortschrittlichen Mikroarchitektur versucht AMD seinen Platz auf dem Desktop-Markt zurückzuerobern und sich wieder als ernstzunehmender Konkurrent zu Intel zu etablieren. Da Intel mit seiner Skylake-Architektur die Messlatte hoch gesetzt hat und außerdem ab 2017 dessen Nachfolger Cannonlake auf den Markt bringen will, muss AMD dabei hohe Anforderungen erfüllen. Vor allem nach dem Bulldozer-Fiasko 2011 hat der zweitgrößte x86-Prozessorhersteller AMD einiges auszubügeln, das Potenzial dazu bietet die Zen-Architektur, denn laut Hersteller liefern sie eine 40% höhere Leistung pro Takt (Instructions per Clock – IPC) als die Vorgängerarchitekturen. In Planung sind außerdem neue FX-Prozessoren mit Zen-Architektur im 14-FinFET-Verfahren für noch höhere Geschwindigkeiten. Diese sollen Anfang dieses Jahres in Serienfertigung gehen.

SMT statt CMT

Bereits Anfang 2015 veröffentlichte AMD erste Informationen zur neuen Architektur, die von Grund auf neu entwickelt wurde. Auch ein neues Cache-System mit mehr Speicher für einen schnelleren Zwischenpuffer wurde eingeführt. Vor allem beim Core-Design ergeben sich Neuerungen, denn AMD setzt wieder auf Kerne, statt auf Module wie bisher. Das bisherige Core-Multithreading (CMT), wird durch Simultaneous Multithreading (SMT) ersetzt, wobei jeder der bis zu acht Kerne seine eigenen Ressourcen hat. Dies entspricht Intels Hyperthreading, bei dem jeder Kern zwei Threads verarbeiten kann. Damit wird also vor allem die Geschwindigkeit auf einem Kern gesteigert. Solche Achtkern-Prozessoren mit SMT für Desktop-PCs sind noch nicht weit verbreitet, daher eröffnet AMD hier ein recht neues Feld.

Zen3

Zen: endlich Herstellung in 14-Nanometer-FinFET-Verfahren

Die Chips werden, anders als bei den Vorgängern, die noch mit 32nm und 28nm hergestellt wurden, in einem 14-Nanometer-FinFET-Verfahren (auch: 14-FF) hergestellt. Diese haben eine geringere Oberfläche als die Vorgängermodelle. Dadurch, dass sie eine höhere Transistordichte haben, bieten sie mehr Leistung bei gleichbleibender Größe. Außerdem verbrauchen sie weniger Strom und müssen dank geringer thermischer Verlustleistung weniger gekühlt werden. Neben Globalfoundries dient dabei Samsung als Zweitfertiger, um eventuellen Lieferschwierigkeiten vorzubeugen. Neben den reinen CPUs mit Zen-Architektur und acht Kernen (Summit Ridge), sollen auch APUs mit integrierter GPU (Raven Ridge) hergestellt werden. Die Zen-basierten APUs sollen 2017 erscheinen. Ihnen wird nach unbestätigten Informationen für eine extrem schnelle Anbindung ein HBM-Speicher mit 128GB/sec zur Seite gestellt.

Die Prozessoren werden dabei von einem neuen Sockel AM4 unterstützt, der durch USB 3.1, bis zu 16 PCIe-3.0-Lanes und DDR4-Unterstützung gute Voraussetzungen für ein optimales Gamingerlebnis bietet. Dieser soll bereits im Frühjahr 2016, noch vor dem Start der Zen-CPUs auf den Markt kommen und kann nicht nur für die FX-Prozessoren, sondern auch für APUs verwendet werden. Die APUs basieren dabei zunächst noch auf Excavator, ab 2017 werden diese aber durch Zen-basierte Nachfolger abgelöst.

Mit der neuen Architektur, neuem Sockel und Taktraten auf Intelniveau zeigen die Kalifornier, dass sie noch lange nicht abgeschlagen sind und noch immer als gefährlicher Konkurrent auf dem Desktop-Markt gelten sollten. Vor allem, da Intel im Mainstream-Bereich bisher nur Vierkerner plant, kann AMDs neue Prozessorreihe, wenn sie denn alle Ankündigungen erfüllt, dem Marktführer sicherlich gefährlich werden. Viele Fragen zu der neuen Serie sind noch offen, daher wird sie mit Spannung erwartet.

 

 

 

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