Il mercato dei processori ha vissuto una frenetica evoluzione negli ultimi anni e AMD si è distinta come uno dei protagonisti grazie alla sua eccezionale serie di processori Ryzen: con l’introduzione di questa linea di CPU, infatti, AMD ha rivoluzionato il panorama dei processori per computer offrendo prestazioni eccezionali, versatilità e una scalabilità senza pari.
AMD Ryzen: panoramica generale
Ryzen è il marchio dell’ultima – e più veloce – famiglia di processori per computer di AMD, rilasciata per la prima volta nel 2017.
Le CPU e APU Ryzen sono alimentati dall’innovativa microarchitettura “Zen”, l’ottava generazione della tecnologia dei processori AMD, e segnano la prima grande introduzione di processori dell’azienda dalla serie FX/A6, rilasciata invece circa cinque anni prima.
I processori Ryzen AMD hanno portato quindi l’azienda a competere con le big come Intel in termini di prestazioni del processore – e non solo di prezzo – tanto che Lenovo e HP hanno rapidamente offerto processori Ryzen su alcuni dei loro più avanzati PC desktop e laptop.
Architettura Zen: la base solida dei processori Ryzen
I processori AMD Ryzen™ hanno trasformato i settori del gaming, della produttività e della creatività proprio grazie agli sforzi degli ingegneri AMD che hanno realizzato l’architettura “Zen”.
Questa microarchitettura oggi alimenta tutti i processori AMD oggi disponibili, da AMD Ryzen™ nei processori consumer per desktop e dispositivi mobili, a AMD EPYC™ per i server e AMD Threadripper™ per le workstation.
Gli obiettivi principali di “Zen” erano tre: le massime prestazioni, la massima scalabilità e la massima efficienza.
Per la realizzazione, l’attenzione si è concentrata su alcuni aspetti specifici, come:
- Un motore core migliore, in grado di supportare il multi-threading simultaneo per i carichi di lavoro del futuro;
- Un sistema di cache migliore e sulla previsione delle reti neurali, per una latenza effettiva più bassa;
- Un occhio di riguardo per l’efficienza, per un’impressionante leadership in termini di prestazioni per watt;
- Un’architettura scalabile che potesse essere migliorata nel tempo.
Per ottenere la scalabilità, AMD ha impiegato una nuova idea radicale per i processori x86: i chiplet, ossia invece di costruire die monolitici più grandi e costosi, ha investito in una strategia che prevede l’uso di blocchi di processori chiamati, appunto, chiplet.
Ogni chiplet ospita un certo numero di core basati su “Zen” e più chiplet possono essere aggiunti a un pacchetto per creare un modello di processore con prestazioni più elevate, e questa innovazione offre al consumatore una scalabilità e una flessibilità mai viste prima.
Prestazioni straordinarie e vantaggi fisici
Con Ryzen, AMD ha aggiunto più core (anche i chip Ryzen di base sono dotati di quad-core), ha ampliato le sue offerte di fascia media fino a sei core/12 thread (i modelli ad alte prestazioni possono avere 8/16 o più), e ha introdotto la tecnologia Simultaneous Multi-Threading (SMT) per spingere più operazioni attraverso ogni core.
Un core del processore è, essenzialmente, una CPU a sé stante: in questo caso, i processori Ryzen AMD quad-core o octo-core hanno in realtà quattro o otto chip con cui fare il lavoro pesante di calcolo.
Ogni core ha uno o due “thread” che portano le serie distinte di comandi e risposte necessarie per calcolare, rendere la grafica, eseguire programmi software e tutto il resto. E il nuovo Simultaneous Multi-Threading di AMD permette di utilizzare ogni thread in modo più efficiente, moltiplicando ulteriormente la produttività del processore.
Ryzen, inoltre, ha diversi vantaggi fisici, quali:
- Struttura del transistor da 14 nm più piccola che consuma meno energia e genera meno calore
- Meno risorse condivise – rendendo ogni nucleo più discreto e autosufficiente
- Collegamenti intra-processore migliorati per regolazioni on-the-fly dell’utilizzo di core/thread
- Capacità di overclock che possono liberare cicli di processore aggiuntivi per esigenze specifiche
Perché AMD Ryzen si differenzia sul mercato?
AMD ha adottato per la prima volta la nomenclatura ormai standard dei processori 3-5-7 per differenziare le unità di base (Ryzen 3) dalla gamma media (Ryzen 5) e dalle offerte ad alte prestazioni (Ryzen 7).
Tuttavia, c’è una certa sovrapposizione tra le categorie Ryzen, quindi a seconda delle specifiche, un Ryzen 3 di fascia alta potrebbe essere più veloce di un Ryzen 5 di fascia bassa. In ogni caso, per usi più specializzati c’è Ryzen Threadripper – adatto per Desktop e Workstation – e un processore server potenzialmente ancora più potente, Epyc, che è anche costruito sulla nuova architettura Zen di AMD.
Inoltre ci sono diversi nomi di caratteristiche AMD e termini di marketing che è necessario conoscere:
- Tecnologia SenseMI: un termine che descrive una serie di caratteristiche di “apprendimento e adattamento” che aiutano un processore Ryzen a personalizzare il suo funzionamento in base a come lo si usa.
- Gamma di frequenza estesa (XFR): fornisce l’opzione – con un raffreddamento sufficiente – di “overclockare” il processore per raggiungere velocità di ciclo più elevate.
- Boost di precisione: permette a Ryzen di fare aggiustamenti automatici e altamente granulari della frequenza (25MHz alla volta) per aumentare le prestazioni senza consumare più energia.
- Previsione a rete neurale: consente al processore di imparare da come lo usi ed essenzialmente “leggere in anticipo” i passi nel flusso di lavoro.
- Prefetch intelligente: impara come funzionano i programmi e tenta di caricare proattivamente i dati sul processore per prestazioni e flusso di lavoro più veloci dell’applicazione.
Molte di queste caratteristiche si basano su ciò che AMD chiama il suo Infinity Fabric, un nuovo materiale del substrato del processore che collega tutti i core, i thread e altri componenti in una “rete su un chip” ad alta velocità e bassa latenza.
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