Zen 2

Zen 2 es el nombre en clave para el sucesor de las microarquitecturas Zen y Zen+ de AMD, fabricado con tecnología de nodo de MOSFET de 7 nanómetros de la compañía TSMC y alimentando la tercera generación de procesadores Ryzen, conocidos como Ryzen 3000 para los chips de escritorio de segmento general y Threadripper 3000 para sistemas de escritorio de alta gama.^[3]​^[4]​ Los procesadores de la serie Ryzen 3000 se lanzaron el 7 de julio de 2019,^[5]​^[6]​ mientras que los procesadores Epyc para servidores basados en Zen 2 (con nombre en clave "Rome") se lanzaron el 7 de agosto de 2019.^[7]​ En noviembre de 2019 se lanzó otro procesador Ryzen 9, el 3950X. En la CES de 2019, AMD mostró una muestra de ingeniería de un Ryzen de tercera generación que contenía un chiplet (conjunto de chips o pastillas de circuito integrado) con ocho núcleos y 16 hilos. La CEO de AMD, Lisa Su, decía que esperaba más de ocho núcleos en la alineación final de los procesadores Ryzen 3000.^[8]​ En la Computex de 2019, AMD reveló que los chips Zen 2 "Matisse" tendrían hasta 12 núcleos,, y unas semanas más tarde también se reveló un chip de 16 núcleos en la E3 2019.^[9]​^[10]​

Zen 2
Información
Tipo	Microarquitectura
Desarrollador	AMD
Fabricante	TSMC (Chip del núcleo del procesador (Core die)) GlobalFoundries (Chip de la interfaz E/S (I/O die))
Fecha de lanzamiento	julio de 2019
Datos técnicos
Memoria	DDR4
Longitud del canal MOSFET	7 nm (TSMC)^[1]​^[2]​
Número de núcleos	Hasta 64
Caché L1	64 KiB por núcleo
Caché L2	512 KiB por núcleo
Tipo de zócalo	AM4 SP3 sTRX4
Marcas comerciales
Ryzen Ryzen Threadripper Epyc
Nombre (s) de código de producto
Matisse (Escritorio) Rome (Servidores)^[2]​ Castle Peak (Escritorio de alto rendimiento)
Cronología
Zen+	Zen 2	Zen 3
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Zen 2 incluye mitigaciones a nivel de hardware de la vulnerabilidad de seguridad de "Spectre".^[11]​Los procesadores EPYC basados en Zen 2 utilizan un diseño en el cual varias pastillas de circuito integrado o chips (hasta ocho en total), fabricadas en un proceso de litografía de 7 nm (conocidas como "chiplets") son combinadas con un chip de 14 nm encargado de la interfaz E/S (I/O die) en cada encapsulado de módulos multichip (MCM). Con este diseño de chip, hasta 64 núcleos físicos y 128 hilos en total (con multihilo simultáneo o SMT) son soportados por zócalo.^[12]​ Zen 2 entrega aproximadamente un 29% más instrucciones por ciclo que zen.^[13]​

Diseño

 

 

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]​

Nuevas características

• Algunas nuevas extensiones del conjunto de instrucciones: WBNOINVD, CLWB, RDPID, RDPRU, MCOMMIT.^[21]​^[22]​
• Mitigaciones de hardware contra la vulnerabilidad Spectre V4.^[23]​

Productos

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]​

Procesadores de escritorio

Modelo	Fecha de lanzamiento y precio	Proceso de Fabricación	Núcleos (hilos)	Frecuencia de reloj (GHz)		Caché^[Nota1 1]​			Zócalo (Socket)	Líneas PCIe	Soporte de memoria	TDP	Disipador de fábrica (box) ^[Nota1 2]​
				Base	Boost	L1	L2	L3
Segmento de entrada
Ryzen 3 3100^[27]​^[28]​	21 de abril de 2020 $99	TSMC 7FF	4 (8)	3.6	3.9	32 KB inst. 32 KB de datos por núcleo	512 KB por núcleo	16 MiB	AM4	24	DDR4-3200 doble-canal	65 W	Wraith Stealth
Ryzen 3 3300X	21 de abril de 2020 $120			3.8	4.3
Segmento general
Ryzen 5 3500	15 de noviembre de 2019 OEM (occidente) Japón ¥16000^[29]​	TSMC 7FF	6 (6)	3.6	4.1	32 KB inst. 32 KB de datos por núcleo	512 KB por núcleo	16 MiB	AM4	24	DDR4-3200 doble-canal	65 W
Ryzen 5 3500X^[30]​	8 de octubre de 2019 China ¥1099							32 MiB					Wraith Stealth
Ryzen 5 3600	7 de julio de 2019 EUA $199		6 (12)	3.6	4.2
Ryzen 5 Pro 3600^[31]​	30 de septiembre de 2019 OEM
Ryzen 5 3600X	7 de julio de 2019 EUA $249			3.8	4.4							95 W	Wraith Spire v2
Ryzen 5 3600XT^[32]​	7 de julio de 2020 EUA $249				4.5
Segmento rendimiento
Ryzen 7 Pro 3700^[31]​	30 de septiembre de 2019 OEM	TSMC 7FF	8 (16)	3.6	4.4	32 KB inst. 32 KB de datos por núcleo	512 KB por núcleo	32 MiB	AM4	24	DDR4-3200 doble-canal	65 W^[Nota1 3]​
Ryzen 7 3700X	7 de julio de 2019 EUA $329												Wraith Prism
Ryzen 7 3800X	7 de julio de 2019 EUA $399			3.9	4.5							105 W
Ryzen 7 3800XT	7 de julio de 2020 EUA $399				4.7
Segmento entusiasta
Ryzen 9 3900^[30]​	8 de octubre de 2019 OEM	TSMC 7FF	12 (24)	3.1	4.3	32 KB inst. 32 KB de datos por núcleo	512 KB por núcleo	64 MiB	AM4	24	DDR4-3200 doble-canal	65 W
Ryzen 9 Pro 3900^[31]​	30 de septiembre de 2019 OEM
Ryzen 9 3900X	7 de julio de 2019 EUA $499			3.8	4.6							105 W^[Nota1 4]​	Wraith Prism
Ryzen 9 3900XT	7 de julio de 2020 EUA $499				4.7
Ryzen 9 3950X^[34]​	25 de noviembre de 2019 EUA $749		16 (32)	3.5
Segmento escritorio de alto rendimiento (HEDT)
Ryzen Threadripper 3960X^[34]​	25 de noviembre de 2019 EUA $1399	TSMC 7FF	24 (48)	3.8	4.5	32 KB inst. 32 KB de datos por núcleo	512 KB por núcleo	128 MiB	sTRX4	64	DDR4-3200 cuádruple-canal	280 W^[Nota1 5]​
Ryzen Threadripper 3970X^[34]​	25 de noviembre de 2019 EUA $1999		32 (64)	3.7	4.5
Ryzen Threadripper 3990X^[36]​	7 de febrero de 2020 EUA $3990		64 (128)	2.9	4.3			256 MiB
Segmento estaciones de trabajo (Workstation)
Ryzen Threadripper Pro 3945WX^[37]​	14 de julio de 2020 OEM	TSMC 7FF	12 (24)	4.0	4.4	32 KB inst. 32 KB de datos por núcleo	512 KB por núcleo	64 MiB	sWRX8	128	DDR4-3200 octuple-canal	280 W
Ryzen Threadripper Pro 3955WX^[38]​	14 de julio de 2020 OEM		16 (32)	3.9
Ryzen Threadripper Pro 3975WX^[39]​	14 de julio de 2020 OEM		32 (64)	3.5	4.35			128 MiB
Ryzen Threadripper Pro 3995WX^[40]​	14 de julio de 2020 OEM		64 (128)	2.7	4.3			256 MiB

1. AMD en su documentación técnica usa "KB", que define como "Kilobyte" y es igual a 1024 bytes (1 KiB), y "MB", lo define como "Megabyte" y es igual a 1024 "KB" (1 MiB).^[25]​
2. El término box hace referencia a los procesadores que son vendidos en caja junto con un disipador de calor (processor in a box), sin embargo, existen versiones de estos que son vendidos sin incluir el disipador, llamados en inglés: processor in a box without fan (WOF).^[26]​
3. El Ryzen 7 3700X puede consumir más der 90 W bajo carga.^[33]​
4. El Ryzen 9 3900X y Ryzen 9 3950X pueden consumir más de 145 W bajo carga.^[33]​
5. El Ryzen Threadripper 3990X puede consumir más de 490 W bajo carga.^[35]​

APUs de escritorio

Modelo	Fecha de lanzamiento y precio	Proceso de Fabricación	CPU						GPU				Soporte de memoria	TDP
			Núcleos (hilos)	Frecuencia de reloj (GHz)		Caché ^[Nota2 1]​			Modelo	Config. ^[Nota2 2]​	Reloj	Poder de procesamiento (GFLOPS)^[Nota2 3]​
				Base	Boost	L1	L2	L3
Ryzen 3 4300GE ^[42]​	Segundo semestre del 2020 ^[43]​	TSMC 7FF	4 (8)	3.5	4.0	32 KB inst. 32 KB de datos por núcleo	512 KB por núcleo	8 MB	7nm Vega 6	384:24:8 6 CU	1700 MHz	1305.6	DDR4-3200 doble-canal	35 W
Ryzen 3 Pro 4350GE^[42]​
Ryzen 3 4300G^[42]​				3.8	4.0									65 W
Ryzen 3 Pro 4350G^[42]​
Ryzen 5 4600GE^[42]​			6 (12)	3.3	4.2				7nm Vega 7	448:28:8 7 CU	1900 MHz	1702.4		35 W
Ryzen 5 Pro 4650GE^[42]​
Ryzen 5 4600G^[42]​				3.7	4.2									65 W
Ryzen 5 Pro 4650G^[42]​
Ryzen 7 4700GE^[42]​			8 (16)	3.1	4.3				7nm Vega 8	512:32:8 8 CU	2000 MHz	2048		35 W
Ryzen 7 Pro 4750GE^[42]​
Ryzen 7 4700G^[42]​				3.6	4.4						2100 MHz	2150.4		65 W
Ryzen 7 Pro 4750G^[42]​

1. AMD define 1 kilobyte (KB) como 1024 bytes, y 1 megabyte (MB) como 1024 kilobytes.^[41]​
2. Sombreadores unificados : Unidades de mapeo de texturas : unidades de salida de render y unidades de cómputo (CU)
3. El rendimiento de precisión simple se calcula a partir de la velocidad del reloj base o turbo (boost) basada en una operación FMA (operación de suma-multiplicación de punto flotante)

Procesadores móviles

Modelo	Fecha de lanzamiento	Proceso de fabricación	CPU						GPU			Soporte de memoria	TDP	Número de parte
			Núcleos/ FPUs (hilos)	Frecuencia de reloj (GHz)		Caché^[Nota3 1]​			Modelo y config. ^[Nota3 2]​	Reloj	Potencia de procesamiento (GFLOPS) ^[Nota3 3]​
				Base	Boost	L1	L2	L3
Ryzen 3 4300U^[45]​	16 de marzo de 2020	TSMC 7FF	4 (4)	2.7	3.7	32 KB inst. 32 KB de datos por núcleo	512 KB por núcleo	4 MB	7nm Vega 5 320:20:8 5 CU	1400 MHz	896	DDR4-3200 LPDDR4-4266 doble-canal	10-25 W	100-000000085
Ryzen 3 Pro 4450U	7 de mayo de 2020		4 (8)	2.5										100-000000104
Ryzen 5 4500U^[46]​	16 de marzo de 2020		6 (6)	2.3	4.0			8 MB	7nm Vega 6 384:24:8 6 CU	1500 MHz	1152			100-000000084
Ryzen 5 4600U^[47]​			6 (12)	2.1										100-000000105
Ryzen 5 Pro 4650U	7 de mayo de 2020													100-000000103
Ryzen 5 4600HS^[48]​	16 de marzo de 2020			3.0									35 W
Ryzen 5 4600H^[49]​													35-54 W	100-000000100
Ryzen 7 4700U^[50]​			8 (8)	2.0	4.1				7nm Vega 7 448:28:8 7 CU	1600 MHz	1433.6		10-25 W	100-000000083
Ryzen 7 Pro 4750U	7 de mayo de 2020		8 (16)	1.7										100-000000101
Ryzen 7 4800U^[51]​	16 de marzo de 2020			1.8	4.2				7nm Vega 8 512:32:8 8 CU	1750 MHz	1792			100-000000082
Ryzen 7 4800HS^[52]​				2.9					7nm Vega 7 448:28:8 7 CU	1600 MHz	1433.6		35 W
Ryzen 7 4800H^[53]​													35-54 W	100-000000098
Ryzen 9 4900HS^[54]​				3	4.3				7nm Vega 8 512:32:8 8 CU	1750 MHz	1792		35 W
Ryzen 9 4900H^[55]​				3.3	4.4								35-54W

1. AMD en su documentación técnica usa KB, lo cual define como Kilobyte y equivale a 1024 bytes, y MB, lo cual define como Megabyte y equivale a 1024 KB.^[44]​
2. Sombreadores unificados : Unidades de mapeo de texturas : unidades de salida de render y unidades de cómputo (CU)
3. El rendimiento de precisión simple se calcula a partir de la velocidad del reloj base o turbo (boost) basada en una operación FMA (operación de suma-multiplicación de punto flotante)

Procesadores de servidor

Características comunes de estos procesadores:

• Nombre en clave "Rome"
• Número de líneas PCI-E: 128
• Zócalo: SP3
• Fecha de lanzamiento: 7 de agosto de 2019, excepto el EPYC 7H12, el cual fue lanzado el 18 de septiembre de 2019
• Soporte de memoria: óctuple-canal DDR4-3200

Modelo	Proceso de fabricación	Configuración del Zócalo (Socket)	Núcleos/FPUs (hilos)	Frecuencia de reloj (GHz)			Caché^[Nota4 1]​			TDP	Precio de lanzamiento (USD)
				Base	Boost		L1 (KB)	L2 (KB)	L3 (MB)
					Todos los núcleos	Máx.
EPYC 7232P	7nm	1P	8 (16)	3.1		3.2	32 KB inst. 32 KB de datos por núcleo	512 KB por núcleo	32	120 W	$450
EPYC 7302P			16 (32)	3		3.3			128	155 W	$825
EPYC 7402P			24 (48)	2.8		3.35				180 W	$1250
EPYC 7502P			32 (64)	2.5		3.35					$2300
EPYC 7702P			64 (128)	2		3.35			256	200 W	$4425
EPYC 7252		2P	8 (16)	3.1		3.2			64	120 W	$475
EPYC 7262				3.2		3.4			128	155 W	$575
EPYC 7272			12 (24)	2.9		3.2			64	120 W	$625
EPYC 7282			16 (32)	2.8		3.2					$650
EPYC 7302				3		3.3			128	155 W	$978
EPYC 7352			24 (48)	2.3		3.2					$1350
EPYC 7402				2.8		3.35				180 W	$1783
EPYC 7452			32 (64)	2.35		3.35				155 W	$2025
EPYC 7502				2.5		3.35				180 W	$2600
EPYC 7542				2.9		3.4				225 W	$3400
EPYC 7552			48 (96)	2.2		3.3			192	200 W	$4025
EPYC 7642				2.3		3.3			256	225 W	$4775
EPYC 7702			64 (128)	2		3.35				200 W	$6450
EPYC 7742				2.25		3.4				225 W	$6950
EPYC 7H12				2.6		3.3				280 W
EPYC 7F32		1P/2P	8 (16)	3.7		3.9			128	180W	$2100
EPYC 7F52			16 (32)	3.5		3.9			256	240W	$3100
EPYC 7F72			24 (48)	3.2		3.7			192	240W	$2450

1. AMD en su documentación técnica usa KB, lo cual define como Kilobyte y equivale a 1024 bytes, y MB, lo cual define como Megabyte y equivale a 1024 KB.^[25]​

Consolas de videojuego

• Xbox Series X|S
• PlayStation 5

Véase también

• Zen (microarquitectura)
• Zen+
• Jim Keller (ingeniero)

Referencias

1. Larabel, Michael (16 de mayo de 2017). «AMD Talks Up Vega Frontier Edition, Epyc, Zen 2, ThreadRipper». Phoronix. Consultado el 16 de mayo de 2017. 
2. Cutress, Ian (20 de junio de 2017). «AMD EPYC Launch Event Live Blog». AnandTech. Consultado el 21 de junio de 2017. 
3. Cutress, Ian (9 de enero de 2019). «AMD Ryzen third Gen 'Matisse' Coming Mid 2019: Eight Core Zen 2 with PCIe 4.0 on Desktop». AnandTech. Consultado el 15 de enero de 2019. 
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5. «AMD Ryzen 3000 CPUs launching July 7 with up to 12 cores». PCGamesN (en inglés británico). Consultado el 28 de mayo de 2019. 
6. Leather, Antony. «AMD Ryzen 9 3900X and Ryzen 7 3700X Review: Old Ryzen Owners Look Away Now». Forbes (en inglés). Consultado el 19 de septiembre de 2019. 
7. «2nd Gen AMD EPYC™ Processors Set New Standard for the Modern Datacenter with Record-Breaking Performance and Significant TCO Savings». AMD. 7 de agosto de 2019. Consultado el 8 de agosto de 2019. 
8. Hachman, Mark (9 de enero de 2019). «AMD's CEO Lisa Su confirms ray tracing GPU development, hints at more 3rd-gen Ryzen cores». Consultado el 15 de enero de 2019. 
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14. Shilov, Anton (6 de noviembre de 2018). «AMD Unveils 'Chiplet' Design Approach: 7nm Zen 2 Cores Meet 14 nm I/O Die». AnandTech. Consultado el 17 de junio de 2019. 
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