[¿Humo o realidad?] AMD Zen a la par de un 5960X Extreme

Antes que nada, quiero hacer notar que este no es un repost. Ayer, otro usuario creo un post con la misma información inicial, pero ese post incluye sólo un párrafo de texto y una imagen, y como fuente, presenta el enlace a este artículo en español:

que contiene el mismo párrafo e imagen, y se basa en el original (en inglés) que es:


El siguiente post es una traducción del artículo original en inglés (aproximadamente 90% del mismo, ya que hay información redundante o era relleno, el cual he omitido). Antes quisiera aclarar lo siguiente:

No soy fanboy ni de AMD ni de Intel , a veces he tenido cpu de una compañia y a veces de otra
El post es algo largo, pero si no estás muy al corriente de cómo (PUDIERA venir) viene Zen, y estás esperando la apuesta de AMD para ver cuál procesador te conviene más, este post contiene información que podría interesarte.
Personalmente, mientras traducía el artículo, me pareció que su autor mantiene altas espectativas en Zen, algo que denota cierto grado de fanboyismo escondido que igual puede no ser cierto y yo esté interpretando mal. Como se sabe, esta información hay que tomarla con reservas, al menos hasta que comiencen a llegar las pruebas con aplicaciones reales y mano a mano directos.

AMD ha revelado que Zen tendrá el doble de desempeño del FX 8350 y competirá a la par de un i7 5960X Extreme Edition de Intel . Además de eso, se ha revelado una instantánea de la pastilla de "Summit", que será la base de la tan esperada próxima generación de los CPUs de alto desempeño Fx Zen de AMD..

Los CPUs Zen de 8 núcleos de la clase entusiasta "Summit Ridge" están programados para su lanzamiento en Octubre, sobre la totalmente nueva plataforma de sockets para PCs de escritorio AM4. Estos procesadores de próxima generación abarcarán configuraciones de 8 y 6 núcleos, los cuales entregarán el doble de desempeño, núcleo a núcleo, de un FX 8300 y un 6300 de AMD, respectivamente.

El procesador Zen de 8 núcleos de AMD dobla el rendimiento del FX 8350, un verdadero desafío para el i7 5960X Extreme edition de Intel .

AMD por fin ha publicado tablas de rendimiento adicionales para Zen, más allá del 40% en aumento de instrucciones por ciclo sobre "Excavador" del que ya había hablado la compañía el año pasado. El aumento en un 40% del IPC representa la mejora en desempeño por reloj que supone la nueva arquitectura Zen respecto a la arquitectura anterior, de nombre clave Excavator. Aunque la comparación de capacidad entre Zen y Excavator resulta un tanto informativa, no ofrece un parámetro de comparación en términos reales. Por fortuna, finalmente contamos con gráficas que muestran el desempeño de Zen en condiciones reales.


Comparado con el FX 8350 de cuatro módulos y pastilla de ocho núcleos ["Orochi"], de AMD, El Zen de 8 núcleos Summit Ridge (para escritorio) entrega el doble de desempeño en Cinebench R15. Esto significa que un solo núcleo Zen es equivalente en desempeño a a dos núcleos Piledriver, lo cuál es bastante impresionante. Esta dramática diferencia de procesamiento proviene de la sustancial mejora en el desempeño por reloj de la nueva arquitectura, en adición a la capacidad de Zen de ejecutar múltiples hilos simultáneos.

Es importante recordar que la última pastilla Orochi incluía núcleos Piledriver en lugar de Excavator. Los núcleos de tipo Excavator son alrededor de 15% más rápidos por ciclo de reloj que Piledriver. Esto deja a Zen en una ventaja de 60% sobre Piledriver en terminos de desempeño por reloj. Al aumentar al doble el desempeño de un FX 8350, Zen entra en directa competencia con el i7 5960X de 8 núcleos de Intel .



Conoce a Summit, El CPU Zen de 8 núcleos de AMD

Junto con los números anteriores, AMD también ha publicado una imagen de la pastilla de 8 núcleos "Summit" que está por llegar. Esta fotografía es la primera de los "cimientos" de los nuevos CPU Zen.


La pastilla Summit tiene una forma rectangular. Contiene dos grupos (clústers) de cómputo ubicados en los extremos opuestos del chip. Cada grupo está compuesto de cuatro núcleos Zen. Esto supone un total de ocho núcleos Zen por pastilla. Cada núcleo en un grupo comparte una caché L3 con los otros tres núcleos adyacentes del mismo grupo. Hablando de otros elementos, también podemos apreciar lo que parece ser un chip DDR4 ubicado en la esquina izquierda de la pastilla. Además del controlador de memoria DDR4 el SOC Summit también incluye un puente norte (northbridge) asi como lógica para I/O.


Conforme a la información revelada desde el año pasado por AMD, los CPUs Zen son parte de la familia "Summit ridge", la cual incluira una variedad de CPUs de 8 núcleos, diseñados para competir en el segmento "entusiasta" del mercado.





AMD anunció Zen por primera vez el año pasado, en su día de análisis financiero, momento en el que se comentó la mejora de 40% en las instrucciones por reloj (IPC) con respecto a sus núcleos Excavator, sin embargo, a principios de este año, la presidente y CEO Lisa Su anunció que en realidad Zen .va a superar las espectativas iniciales y que está en vías de alcanzar mejoras aún mayores al 40% en IPC.

AMD también ha anunciado que su nueva plataforma basada en Zen incluirá un nuevo zócalo con soporte para memoria DDR4: el nuevo zócalo AM4 también soportará la futura arquitectura APU Bristol Ridge. Esto es un esfuerzo para unificar todos los productos para PC de sobremesa de AMD "bajo un solo techo", lo cual proporcionará a los usuarios un rango de elección mayor y una ruta de actualización directa de APUs a CPUs.

El producto más importante de AMD en más de una década: Una arquitectura de CPU para Jugadores, Profesionales y Centros de datos.

Zen ha sido uno de los productos más esperados que pueda recordar. Es el primer intento por competir en el sector de gama alta del mercado de CPUs, tomando en cuenta los últimos cinco años. Zen abre nuevos caminos a AMD: se trata de la primer arquitectura de CPU verdaderamente innovadora desde Phenom. Es también el primer CPU de AMD que realmente pueda estar a la par con Intel en términos de procesos de tecnología desde los días del Athlon original (¡1999!).

Así que, por primera vez en el mercado, desde principios del 2000, un producto de AMD no estará en desventaja "heredada" ante los procesos líderes de Intel . Desde el punto de vista de la arquitectura, Zen es un diseño completamente nuevo creado desde cero por el consumado arquitecto de CPUs Jim Keller, el mismo hombre que concibió los procesadores Athlon XP y Athlon64, los productos más competitivos en la historia de la compañia.


Así que, al parecer, todas las estrellas se están alineando a favor de AMD en este año, la cual ha tenido su cuota de problemas durante varios años. Todos los elementos están dispuestos para hacer de Zen un producto exitoso. Ha sido necesario esperar más de una década, pero finalmente ha llegado, Un producto de AMD que realmente puede rivalizar con las ediciones Extreme de los CPUs de alto rendimiento de Intel . Después de habernos acostumbrado a lo largo de los años a ver a los CPUs intel de la gama entusiasta, ser los ganadores indiscutibles, las espectativas sobre Zen resultan casi inexplicables a primera impresión.

Nos mantuvimos concentrados en completar nuestra labor estratégica alrededor de tres pilares claves de desarrollo. Primero, en PCs, aun cuando ahora es un mercado en declive, creemos que en este año podemos ganar una cuota del mercado de cómputo y gráficos, de la mano de los juegos, realidad virtual, y nuestra planeación de productos más competitiva en una década.
Tenemos oportunidades claras de recuperar una cuota del mercado de GPUs en 2016 basados en el rendimiento por watt de nuestros nuevos GPUs y liderazgo en software. Anunciamos en el CES nuestra nueva arquitectura de GPU Polaris , la cual esperamos distribuír a mediados del 2016.

Aun con la microarquitectura finalizada en el 2015, y los productos, planificados para arrivar a mediados de este año, se sabe que AMD está trabajando en mucho más que sólo CPUs de alto desempeño para escritorio. La compañía ha venido trabajando durante varios años en un CPU Zen de 32 núcleos para servidor, una APU Zen de dieciséis núcleos de alto desempeño (HPC) y una APU Zen de cuatro núcleos para la gama baja-media.


La herramienta de diagnóstico AIDA64 ha agregado soporte para los Zen basados en Summit Ridge, así como para CPUs y APUs basados en Raven Ridge el año pasado. Raven Ridge sucederá a Bristol Ridge y será la primera generación de APUs que utilice Zen, mientras que Bristrol Ridge será una mejora basada en el núcleo Excavator de 28nm. Varias filtraciones también han revelado que AMD está trabajando en distintas APUs Zen con GPU de clase discreta grande y memorias HBM.

El núcleo Zen de AMD bajo el microscopio: Proceso FinFET a 14nm.

El proceso FinFET de 14 nm de Samsung, licendiado por Globalfoundries, será la base de todos los CPUs, APUs y GPUs de la nueva generación de AMD. El proceso 14LPP se basa en transistores finfet 3D y compuertas significativamente menores comparadas con 28nm. Los nuevos chips fabricados bajo el proceso 14LPP poseen una densidad mayor al doble de 28nm. Adicionalmente, los transistores FinFET de 14nm alcanzan velocidades de interrupción significativamente mayores. Los productos basados en esta tecnología serán capaces de alcanzar frecuencias mucho más altas que los mismos diseños en 28nm. El proceso también ofrece un ahorro de energía considerable, reduciendo práacticamente a la mitad el consumo.

Rendimiento más elevado en cálculos enteros y de punto flotante, y Sub-sistema Caché de Latencia más baja.

Los parches del Kernel de Linux para AMD han sido una fuente de información muy rica acerca de Zen, al punto que es posible visualizar el diseño de alto nivel del núcleo.


La figura anterior nos muestra una representación de Zen (a la derecha) en comparación al núcleo Steamroller, el cual es la tercera generación basada en el diseño Bulldozer y es casi idéntico, desde un punto de vista de alto nivel a Excavator (cuarta y última generación basada en Bulldozer). Hay varias diferencias claves entre Zen y la familia Bulldozer.

AMD ha abandonado el concepto CMT (clustered multi-threading / multihilo en grupo) a favor del diseño SMT más tradicional (simultaneous multi-threading / multihilo simultáneo). Esto significa que cada núcleo Zen será capaz de ejecutar dos hilos de manera simultánea, uno principal, de muy alto desempeño y otro secundario, que puede ser usado de manera "oportunista",

Por el contrario, cada módulo Bulldozer puede ejecutar dos hilos iguales. Esto se logra mediante dos grupos/clusters (Integer) separados y una interfaz única. Este enfoque ahorra espacio, en lugar de construir dos núcleos separados y ofrece dos hilos de alto desempeño. No obstante, hay ventajas propias de la implementación SMT de Zen sobre la implementación CMT de Bulldozer. En primer lugar, le permite a AMD construír un grupo individual más grande con un desempeño más alto en cada hilo individual. Otra ventaja es que aun deja espacio para ahorros "oportunistas" en área y consumo de energía. NOTA TARINGUERA: En la arquitectura Bulldozer, AMD decidió "empaquetar"dos núcleos juntos, y a esto le llamó módulo.

El resultado final es una capacidad general similar cuando consideramos ambos hilos en cada núcleo SMT versus ambos núcleos en cada módulo CMT, sin embargo, el diseño SMT entregará un desempeño considerablemente más alto si consideramos individualmente cada hilo. No sólo eso, debido a que cada módulo Bulldozer resguarda dos grupos (Integer) y una unidad de punto flotante "sencilla", siempre estuvo fuertemente inclinada hacia el cálculo entero. Por otra parte, el núcleo Zen
incluye un cluster/grupo entero grande, y un grupo/cluster de punto flotante, también grande, haciéndolo un diseño más balanceado.

También se ha realizado un gran esfuerzo de ingeniería en Zen para atacar una de las mayores fallas de Bulldozer. Bulldozer y Sandy Bridge de Intel (y arquitecturas posteriores, como Skylake) tenían profundas pipelines (tuberías) para lograr velocidades de reloj altas, pero entre más profunda la tubería, exhibía mayor latencia. Esta falla es notoria sobre todo cuando ocurren errores en la predicción de bifurcación, lo cual es bastante común en tuberías modernas.
NOTA TARINGUERA : Branch prediction o predicción de bifurcación es un circuito digital que trata de adivinar (a priori) qué ruta/camino tomará cierta instrucción, con el propósito de agilizar el flujo en la tubería de instrucciones.

La latencia resultante de errores de predicción de bifurcación son bastante considerables. Para combatir esto, Intel introdujo una caché mmicro-op en Sandy Bridge, con la finalidad de reducir la penalización debida a fallos en la predicción y esto fue la principal razón de que Sandy Bridge tuviera mucho mejor desempeño por hilo respecto a Bulldozer. El último parche para el Kernel de linux, así como un grupo de patentes de AMD apuntan a que la compañia ha implementado una solución similar en Zen.

AM4 : El totalmente nuevo socket unificado de AMD.

La nueva gama de CPUs Summit Ridge incluirá modelos de ocho, seis y cuatro núcleos Zen, siendo los últimos los CPUs con un número menor de núcleos que AMD venderá. Todos los CPUs incluirán el nuvo procesador de seguridad de plataformas, soporte para PCIe 3.0, controlador para memoria DDR4 dual channel, una gran cantidad de cache L3 y características de almacenamiento actualizadas. También se ha confirmado, por parte de John Taylor, jefe de Marketing mundial de AMD, que la plataforma AM4 y los CPU Zen soportarán las tecnologías USB 3.1, M.2 SATA y NVMe, También indicó que se ha realizado un gran esfuerzo para asegurar que Zen entregue la mejor experiencia a los usuarios, incluyendo temperaturas y acústica. "Nuestros nuevos coolers Wraith están recibiendo elogios - no necesitarás más un caro cooler de terceros" ha dicho.


Postdata taringuera: Según he estado leyendo (meras especulaciones y esperanzas en foros) el precio del Zen de 8 núcleos rondaría los 400 USD (de acuerdo a una declaración de la presidenta de AMD) y estaría (teóricamente, hasta ahora) a la par del rendimiento de un i7 5960X que anda por los 1000 USD. ¿Será humo solamente esto? ¿Crees que AMD está de regreso con Zen, o volverá a sucumbir ante Intel ?

Resumen Nivel 5: Según una prueba en Cinebench R15, el nuevo Zen de gama alta supera por el doble a un FX 8350 y estaria en condiciones de competir palmo a palmo contra un CPU de Intel que cuesta más del doble. AMD recontrató a su antiguo gurú Jim Keller para diseñar desde cero la tecnología que los ponga de nuevo en la cresta de la ola y no segundear más ante Intel (o eso dicen).