Architektura Zen 5 powstaje od podstaw. Zaglądamy w przyszłość i sprawdzamy, co przyniosą Ryzeny 8000

Procesory Ryzen 7000 (Zen 4) to dopiero początek świetlanej przyszłości podstawki AM5. AMD podzieliło się planami na najbliższe lata, w których zamierza uwzględnić nową generację – Zen 5. Co o niej już wiemy, a czego jeszcze nie? W jakim procesie technologicznym będą produkowane procesory AMD Zen 5? Jaki wzrost wydajności przyniosą względem Ryzenów 7000? Poznaj pierwsze szczegóły o Ryzenach 8000 opartych na architekturze Zen 5.

Ryzeny 8000 procesorami Zen 5? Czyżby koniec zamieszania w nazewnictwie CPU?

AMD potwierdziło, że pierwszymi APU na architekturze Zen 5 będą układy o nazwie kodowej Strix Point. Będą one łączyć procesor Zen 5, zintegrowane GPU RDNA 3+ i silnik sztucznej inteligencji (AIE). Z kolei stricte desktopowe procesory Zen 5 skrywają się pod nazwą kodową Granite Ridge i to na nich się skupię w tej publikacji. Jednak o APU wspominam nieprzypadkowo.

Według wcześniejszych plotek kolejna, po Zenie 4, generacja to Ryzeny 8000, a nie Ryzeny 9000, jak można by sądzić po ostatnich cyferkowych przeskokach (Ryzen 3000 > Ryzen 5000 > Ryzen 7000). Grafika przedstawiająca kolejne serie APU i CPU od AMD pojawiła w 2021 roku w chińskim portalu społecznościowym Weibo, który jest częstym źródłem tego typu przecieków. Czyżby to koniec zamieszania wokół nazewnictwa procesorów AMD? Byłoby wspaniale.

slajd z procesorami ryzen 8000
Źródło: itacg (Weibo)

Nie jest to jest jednak oficjalnie potwierdzona informacja, więc mimo wszystko należy traktować ją z odpowiednim dystansem. Ma jednak sens. Wcześniejszy rozgardiasz w nazwach procesorów wynikał po prostu z tego, że AMD stosowało inne architektury w APU i CPU. Dlatego, aby jeszcze bardziej nie mieszać, rozgraniczyło je inną cyferką z przodu, co… wcale niczego nie rozwiązało. W związku z czym Zen 4 to Ryzeny 7000, a nie Ryzeny 6000, które wykorzystują architekturę Zen 3+.

Wygląda na to, że w nadchodzących generacjach tych różnic już nie będzie. Tak w każdym razie sugeruje oficjalny harmonogram AMD. Ryzeny 7000 to AMD Raphael (desktopowe CPU w 5 nm i później 4 nm) i Phoenix Point (APU w 4 nm), natomiast Ryzenami 8000 będą Granite Ridge (CPU w 4 nm i 3 nm) i Strix Point (APU w 4 i 3 nm?).

Tak podpowiada też logika. Trzeba jednak czekać na oficjalne potwierdzenie ze strony AMD, które nie musi się z niczym spieszyć. W końcu architektura Zen 5 to wciąż całkiem odległa, chociaż już bardziej sprecyzowana przyszłość. Przyszłość, której jednak już teraz warto się przyjrzeć. Sprawdź, co wiadomo o procesorach Zen 5, czyli drugiej generacji CPU na podstawkę AM5.

socket amd am5
Źródło: AMD

Architektura Zen 5. AMD projektuje od podstaw

Mikroarchitektura Zen 5 powstaje zupełnie od podstaw, co daje nadzieję, że może ona przynieść jeszcze większe zmiany, niż to, co zaoferuje Zen 4 względem Zen 3. To bez wątpienia huczne hasło, które przyciąga uwagę. Można raczej śmiało założyć, że AMD zaczerpnie mimo to chociaż część (udanych) rozwiązań z architektury Zen 4, co w praktyce nie oznacza niczego złego. Jednego można się spodziewać na pewno: Zen 5 przyniesie duże zmiany.

AMD, wzorem Ryzenów 7000, postawi silny nacisk na poprawę wydajności energetycznej, co pozwoli także przekroczyć kolejne granice w mocy samych procesorów. W nowej architekturze można też liczyć na dalsze optymalizacje związane z AI i uczeniem maszynowym. Już w Zen 4 pojawią się nowe instrukcje AVX-512, które przełożą się na lepszą wydajność w zastosowaniach opartych na sztucznej inteligencji. AMD nie zamierza wcale powiedzieć w tej kwestii ostatniego słowa.

zmiany w mikroarchitekturze zen 5
Źródło: AMD

Hybrydowa budowa nie dla desktopowych CPU?

Według przecieków z 2021 roku procesory Zen 5 mogą przypominać pod względem budowy konstrukcję typu big.LITTLE na wzór serii Intel Alder Lake czy Intel Raptor Lake, ale prawdopodobnie tylko w APU. To by oznaczało, że układy Strix Point te będą miały dwa różnego rodzaju rdzenie – wysoko wydajne (duże rdzenie – Zen 5) oraz energooszczędne (małe rdzenie – Zen 4c) do obliczeń wielowątkowych.

Jakby tego było mało, to APU z serii Ryzen 8000 mogą mieć też pamięć podręczną poziomu czwartego (cache L4), czyli coś, czego nie widzieliśmy w konsumenckich procesorach od czasu Intel Broadwell z 2015 roku. Dodatkowa pamięć miałaby pozytywny wpływ na wydajność w grach. To jak istotny wpływ na wydajność mają różne poziomy cache’u, AMD udowodniło Ryzenem 7 5800X3D.

Nie są to oczywiście potwierdzone informacje. Nie jest też jasne, czy AMD zamierza zaadaptować hybrydową budowę w desktopowych Ryzenach 8000 (Granite Ridge), jeśli utrzyma się tego kursu w Strix Point. Jest to mało prawdopodobne, na to nie wskazują także wspomniane przecieki. Zresztą inaczej AMD by potwierdziło na dotychczasowych slajdach rewolucyjną konstrukcję tych CPU, albo przynajmniej do tej pory wyciekłyby te plany do sieci. Zbudowana od podstaw mikroarchitektura raczej tego nie sugeruje…

Ostatecznie heterogeniczna budowa może się nie potwierdzić nawet w APU. Na grafice AMD nie pada wzmianka o innej architekturze niż Zen 5 (Zen 5 + Zen 5c?).

amd zen 5 apu na harmonogramie amd
Źródło: AMD

Specyfikacja AMD Zen 5

Tak jak w procesorach opartych na architekturze Zen 4, tak i w nowej generacji możesz liczyć na trzy różne wersje procesorów:

  • Zen 5 – podstawowe modele
  • Zen 5 V-Cache – modele z dodatkową porcją pamięci cache (na wzór Ryzena 7 5800X3D)
  • Zen 5c – energooszczędne warianty

Czego możesz spodziewać się po specyfikacji procesorów Ryzen 8000?

  • Architektura: Zen 5
  • Proces technologiczny: 4 nm i 3 nm TSMC
  • Maksymalna liczba rdzeni: 20-24?
  • Socket: AM5 (LGA 1718)
  • Chipset: AMD 700?
  • PCI-Express: 5.0
  • TDP: do 170 W
  • Obsługa RAM: DDR5-5600+
  • Układ graficzny: zintegrowany; RDNA 3

Proces technologiczny Zen 5

AMD zamierza obniżyć jeszcze bardziej proces technologiczny w procesorach Zen 5. W tej generacji ma skorzystać, tak jak Zen 4, z dwóch litografii: 4 nm TSMC i 3 nm TSMC. Jest to jednak duża różnica względem Ryzenów 7000, ponieważ proces N4 TSMC to tak naprawdę ulepszone i tańsze w produkcji 5 nm (na wzór N6, które jest pochodną N7).

Litografia N3 TSMC to zupełnie inna bajka, co daje nadzieję, że nawet w obrębie tej samej generacji możesz oczekiwać większych różnic w wydajności na wat. Co zaoferuje 3-nanometrowy proces technologiczny? Ma on oferować do 15% lepszą wydajność niż N5 TSMC lub do 30% niższy pobór energii przy tej samej częstotliwości pracy.

proces technologiczny amd zen 5
Źródło: AMD

Co więcej, znacząco poprawi się gęstość upakowania tranzystorów, a co za tym idzie – na tej samej powierzchni układu będzie można zmieścić ich nawet o 70% więcej niż w przypadku 5-nanometrowej litografii. Jest to podobna wartość do różnicy, jaka dzieli N5 i N7 (80%).

Przewidywana wydajność procesorów Zen 5. Czy będzie więcej rdzeni?

Na tę chwilę nie są znane szczegóły na temat postępów w architekturze Zen 5. Oficjalny slajd zwiastuje, że AMD położy kolejny raz duży nacisk na wydajność energetyczną. Dla przypomnienia Ryzeny 7000 zaoferują ponad 15-procentowy wzrost wydajności jednowątkowej i nawet 35-45% w wielowątkowej względem Ryzenów 5000.

Czy taki sam wzrost zapewni Zen 5 względem Zen 4? Tego nie można być pewnym, nie znając szczegółów na temat architektury. W każdym razie wzrost w obliczeniach opierającym się na jednym rdzeniu nie powala w Zen 4. Wydaje się wiec, że AMD ma w tej kwestii duże pole do manewru, zwłaszcza po przejściu na proces 3-nanometrowy TSMC. W przypadku zastosowań wielowątkowych być może uda się osiągnąć porównywalny przeskok.

Czas pokaże, ale zbudowana od podstaw mikroarchitektur Zen 5 może przynieść jeszcze lepszą poprawę wydajności i efektywności energetycznej niż Zen 4. Co więcej, być może w Ryzenach 8000 zobaczysz także większą dawkę rdzeni, a mianowicie: 20- albo nawet 24-rdzeniowego Ryzena 9, o którym w kuluarach mówiło się już w kontekście Ryzenów 7000. Te ostatecznie nie potwierdziły się w Zen 4, ale już taka konstrukcja na 3-nanometrowej architekturze Zen 5 wydaje się prawdopodobna.

Sprawdź procesory AMD na AM4 w x-komie

Premiera Zen 5. Kiedy wyjdą procesory Ryzen 8000?

AMD udostępniło oficjalną grafikę, która przedstawia harmonogram CPU na najbliższe dwa lata. Przed nami premiera Ryzenów 7000 (Zen 4) oraz odświeżonych (Zen 4 V-Cache z większą dawką pamięci podręcznej) i energooszczędnych modeli (Zen 4c). Te procesory powinny ukazać się w bliżej nieokreślonym okresie 2023 roku i część z nich będzie wytwarzana nie w 5 nm, lecz w 4 nm TSMC.

Natomiast w 2024 roku czeka nas zupełnie nowa architektura – Zen 5. AMD nie doprecyzowało terminu premiery, ale za dwa lata powinniśmy spodziewać się nie tylko pierwszych modeli Zen 5 w 4-nanometrowym wymiarze technologicznym (w pierwszej połowie roku?). Do końca 2024 roku mają również wyjść CPU Zen 5 V-Cache i energooszczędne Zen 5c. Początkowo procesory z tej generacji mają być w wyższym procesie, ale jeszcze tego samego roku powstaną modele, które skorzystają z litografii 3 nm TSMC.

Procesory Zen 5 będą konkurować z następcą serii Intel Meteor Lake-S, czyli Intel Arrow Lake-S, które wykorzysta również dwa procesy (z tym, że w obrębie układu): Intel 20A i N3 TSMC.

harmonogram procesorów amd zen
Źródło: AMD

Procesory Zen 5 mogły wyjść wcześniej? Przyczyny opóźnienia

Z wcześniejszych plotek wynikało, że były (nikłe) nadzieje na premierę procesorów Zen 5 pod koniec 2023 roku, ale nic z tego. Co więcej, początkowo miały być wytwarzane tylko w 3-nanometrowym procesie technologicznym TSMC. Natomiast AMD potwierdziło oficjalnie, że wykorzysta dwie litografie: 4 nm i 3 nm. Z czego to wynika?

Raport DigiTimes sprzed kilku tygodni zasugerował, że 3 nm zostało zaklepane u TSMC przez dwóch gigantów: Apple’a i Intela, których układy otrzymały najwyższy priorytet. Najprawdopodobniej AMD było więc zmuszone do zrewidowania swoich planów. W kontekście tych doniesień nie dziwi obecność dwóch litografii. 

Najpierw wyjdą procesory Zen 5 w 4 nm, a dopiero później, np. pod koniec 2024 roku (albo nawet później, bo poślizgu wcale nie można wykluczyć) ujrzysz usprawnione modele w 3 nm TSMC. AMD brało pod uwagę ewentualne przeszkody związane z N3, więc firma była dobrze przygotowana na ten krok.

Koniec końców procesory Zen 5 wpasowują się w cykl wydawniczy AMD w konsumenckim segmencie CPU, który firma uskutecznia od premiery Ryzenów 3000 (Zen 2).

Źródło: AMD, VideoCardz, Wccftech, Tom’s Hardware, DigiTimes, Anandtech, Weibo (itacg)

Sprawdź inne publikacje o AMD:

Zobacz pełną ofertę procesorów w x-komie